JP3822136B2 - 銅箔の連続表面処理方法及び同装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、圧延銅箔又は電解銅箔の表面に、粗化処理、防錆処理、酸化表面処理（黒化処理）、等の電気化学的な表面処理を連続的に行う表面処理方法及び表面処理装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、電子部品及び配線基板等の製造に、銅箔が多く使用されるようになった。
一般に、電解銅箔は、回転する金属製陰極ドラムと、その陰極ドラムのほぼ下方半分の位置に配置した該陰極ドラムの周囲を囲む不溶性金属アノード（陽極）を使用し、前記陰極ドラムとアノードとの間に銅電解液を流動させかつこれらの間に電位を与えて陰極ドラム上に銅を電着させ、所定厚みになったところで、該陰極ドラムから電着した銅を剥がして連続的に銅箔が製造されている。
また、圧延銅箔は、溶解鋳造したインゴットを、多数回の圧延と焼鈍を繰返して製造するものである。
上記のように、電解銅箔及び圧延銅箔は連続的に製造されコイルに巻かれているが、このようにして得た銅箔は、その後いくつかの化学的又は電気化学的な表面処理を施してプリント配線板等に使用される。
【０００３】
一般に、銅箔の電気化学的な表面処理は、図１のような装置を使用して連続的な処理が行なわれる。図１は銅箔の連続表面処理装置の側面概略図を示す。
図１に示すように、コイルに巻かれた銅箔４は巻戻しされ、電解槽１の内外に設置した複数のガイドロール２を介して、対向するアノード板３の前に連続的に銅箔４を通過させるとともに、表面処理が行なわれる。表面処理した銅箔４は、再びコイルに巻き取られる。
電解槽には処理用の電解液、例えば粗化処理、防錆処理用のめっき液が備えられている。電解液は電解槽への補充又は建浴した電解液が循環できる構造となっている。アノード板と陰極となる銅箔間には、表面処理用の電流が流される。
アノード板としては、通常Ｐｂ板、貴金属酸化物被覆Ｐｔ板等の不溶性アノードが使用されるが、それ自体が溶解し、銅箔に電着する溶性アノードとしても良い。これは電気化学的処理の条件に応じて適宜変更できる。
【０００４】
アノード板３の板幅は、通常銅箔４の必要表面処理幅によって決定される。上記のような従来の銅箔の電気化学的表面処理において、大きな問題は銅箔の幅方向に均一な処理が非常に難しいということである。
図２に、アノード３と銅箔４間の電流分布の上部から見た説明図を示す。図２に示すように、電流線は端部や凸部に集中し易いため、銅箔幅方向の両端部（エッジ近傍）の処理能が弱くなる一方、逆にエッジ部への過剰電着が起こる。
このような処理面となった場合には、処理が幅方向に不均一となるので、両サイドを切除する必要がでてくる。これは歩留りを大きく低下させる原因となる。したがって、このような問題を避けるために、銅箔の幅に対してアノード板の幅を狭く設定するのが一般的であるが、それだけ電着能が低下するので、生産性が落ちるという問題があった。
【０００５】
【発明が解決しょうとする課題】
本発明は上記のような問題点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、アノード板の幅を狭く設定することなく、また銅箔幅方向の両端部（エッジ近傍）の処理能の低下又はエッジ部への過剰電着が起こることなく、均一な処理が可能であり、かつ生産性を向上させることができる銅箔の連続表面処理方法及び同装置を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
以上から、本発明は
１． 電解槽に設置した対向するアノード板の前に連続的に銅箔を通過させて表面処理を行う際に、通過する銅箔の両エッジ部とアノード板の両エッジ部との間に一対の整流板を配置して表面処理を行うことを特徴とする銅箔の連続表面処理方法
２．整流板がアノード板の長さに近似する長さの絶縁板であることを特徴とする上記１記載の銅箔の連続表面処理方法
３．電解槽に設置した対向するアノード板の前に連続的に銅箔を通過させて表面処理を行う際に、アノード板の中央部よりも両エッジ側が銅箔の通過方向に長くかつ左右対称形であるアノード板を用いて表面処理を行うことを特徴とする銅箔の連続表面処理方法
４．電解槽に設置した対向するアノード板の前に連続的に銅箔を通過させて表面処理を行う際に、アノード板の中央部よりも両エッジ側が銅箔の通過方向に長くかつ左右対称形であるアノード板を用いて表面処理を行うことを特徴とする上記１又は２記載の銅箔の連続表面処理方法
５．電解槽に設置した対向するアノード板の前に連続的に銅箔を通過させて表面処理を行う際に、矩形のアノード板と通過する銅箔との間に部分的に遮蔽する絶縁性の遮蔽板を設け、該銅箔に露出するアノード板の面が中央部よりも両エッジ側が銅箔の通過方向に長くかつ左右対称形であるように遮蔽して表面処理を行うことを特徴とする銅箔の連続表面処理方法
６．電解槽に設置した対向するアノード板の前に連続的に銅箔を通過させて表面処理を行う際に、矩形のアノード板と通過する銅箔との間に部分的に遮蔽する絶縁性の遮蔽板を設け、該銅箔に露出するアノード板の面が中央部よりも両エッジ側が銅箔の通過方向に長くかつ左右対称形であるように遮蔽して表面処理を行うことを特徴とする上記１又は２記載の銅箔の連続表面処理方法
を提供する。
【０００７】
また、本発明はさらに
７．電解槽に設置した対向するアノード板の前に連続的に銅箔を通過させて表面処理を行う装置において、通過する銅箔の両エッジ部とアノード板の両エッジ部との間に一対の整流板を配置して表面処理を行うことを特徴とする銅箔の連続表面処理装置
８．整流板がアノード板の長さに近似する長さの絶縁板であることを特徴とする上記７記載の銅箔の連続表面処理装置
９．電解槽に設置した対向するアノード板の前に連続的に銅箔を通過させて表面処理を行う装置であって、アノード板の中央部よりも両エッジ側が銅箔の通過方向に長くかつ左右対称形であるアノード板を用いて表面処理を行うことを特徴とする銅箔の連続表面処理装置
１０．電解槽に設置した対向するアノード板の前に連続的に銅箔を通過させて表面処理を行う装置であって、アノード板の中央部よりも両エッジ側が銅箔の通過方向に長くかつ左右対称形であるアノード板を用いて表面処理を行うことを特徴とする上記１又は２記載の銅箔の連続表面処理装置
１１．電解槽に設置した対向するアノード板の前に連続的に銅箔を通過させて表面処理を行う装置であって、矩形のアノード板と通過する銅箔との間に部分的に遮蔽する絶縁性の遮蔽板を設け、該銅箔に露出するアノード板の面が中央部よりも両エッジ側が銅箔の通過方向に長くかつ左右対称形であるように遮蔽して表面処理を行うことを特徴とする銅箔の連続表面処理装置
１２．電解槽に設置した対向するアノード板の前に連続的に銅箔を通過させて表面処理を行う装置であって、矩形のアノード板と通過する銅箔との間に部分的に遮蔽する絶縁性の遮蔽板を設け、該銅箔に露出するアノード板の面が中央部よりも両エッジ側が銅箔の通過方向に長くかつ左右対称形であるように遮蔽して表面処理を行うことを特徴とする上記１又は２記載の銅箔の連続表面処理装置
を提供する。
【０００８】
【発明の実施の形態】
図３に、本発明の代表的な例を示す。電解槽に設置した対向するアノード板３の前に連続的に銅箔４を通過させて表面処理を行う際に、通過する銅箔４の両エッジ部５とアノード板３の両エッジ部６との間に一対の整流板７を配置する。整流板７は、通常塩化ビニル等の絶縁体を使用する。
図３は電流が整流となってほぼ平行に流れることを説明する概念図を示すが、このように銅箔エッジ５での過剰電着又は近傍位置での処理低下が効果的に防止できる。
銅箔４を電解槽の中で、繰返し通過させる場合には、アノード板３の数に相当する数だけ、対となった整流板７を配置する。
【０００９】
この整流板７の幅は、通常銅箔４の両エッジ部５とアノード板３の両エッジ部６に亘る幅、すなわち銅箔４とアノード板３の間隙にほぼ相当する幅とするが、銅箔４とアノード板３の間隙よりも小さくても、それなりの整流効果は発揮する。
これは表面処理の条件により変るので、処理条件に応じて幅を適宜変更することができる。
整流板７の長さ（縦方向）は、アノード板の長さにほぼ近似する長さとするのが望ましいが、それ以上の長さがあっても良い。また短くてもそれなりの長さ方向における整流効果を発揮するので、表面処理の条件に応じて適宜設計する。
【００１０】
本発明は、電解槽に設置した対向するアノード板の前に連続的に銅箔４を通過させて表面処理を行う際に、アノード板の中央部８よりも両エッジ側９が銅箔４の通過方向に長くかつ左右対称形であるアノード板１０を用いて表面処理を行うものであるが、これによってもまた、銅箔４の幅方向の両端部（エッジ近傍）の処理能の低下又電着等の表面処理のばらつきを抑制し、均一な処理が可能となる。
図４は一般的なアノード板３の形状を示す。このような矩形アノードでは、上記に説明した通り、両サイドの処理が弱くなる欠点がある。
図５に、本発明のアノード板の中央部８よりも両端部が銅箔４の通過方向に長くかつ左右対称形であるアノード板の代表例を示す。
図５は、矩形のアノード板３の下側を三角形に切り欠いた形状のアノード板１０の例、同下側を矩形に切り欠いたアノード板１１の例、同下側を山形に切り欠いたアノード板１２の例をそれぞれ示す。
いずれも左右対称であり、銅箔の両サイドがアノードとの対向する面積が他の部分に比べて、やや多めになるように構成されている。
これによって、両サイドのめき等の処理時間を増やし、表面処理の銅箔幅方向のばらつきを効果的に抑制することができる。
【００１１】
上記においては、アノード板の形状を加工し、変形することで銅箔に対向するアノード板の面積を調整したが、矩形のアノード板３と通過する銅箔との間に部分的に遮蔽する絶縁性の遮蔽板を設け、該銅箔に露出するアノード板の面が中央部よりも両エッジ側が銅箔の通過方向に長くかつ左右対称形となるように遮蔽して表面処理を行うこともできる。
遮蔽した部分以外の露出するアノード部分は、例えば図５に示すようになる。この遮蔽板は、例えば塩化ビニル等の絶縁体で造ることができる。この構造は、前記アノード板の加工よりも簡便であり、かつ上記と同様に、表面処理の銅箔幅方向のばらつきを効果的に抑制することができる。
【００１２】
上記では、整流板を設けること及びアノード板の銅箔に対向する露出面積を調整して表面処理の銅箔幅方向のばらつきを抑制する例を示したが、これらを同時併用することもできる。
この併用による効果は、それぞれ単独で使用するよりも、さらに効果的に表面処理の銅箔幅方向のばらつきを抑制する、すなわち銅箔幅方向の両サイド（エッジ近傍）の処理能の低下又はエッジ部への過剰電着を発生させることなく、均一な処理が可能であり、かつ生産性を向上させることができる。
本発明に使用する銅箔は、電解銅箔又は圧延銅箔のいずれにも適用できる。また、最近銅箔の厚みは高密度配線として使用するために、１８μｍ以下であることが要求されているが、本発明の銅箔処理は、このような厚さに制限なく適用でき、極薄箔又は厚い銅箔においも同様に適用できる。
表面処理の種類としては、めっき等により粒子層を形成する粗化処理、かぶせめっき、めっき処理後のクロム及び又は亜鉛を含有する防錆処理、黒化処理等の電気化学的処理の全てに適用できる。
【００１３】
このような電気化学的処理液の例を示すと、次のようなものがある。
（銅めっき処理）
Ｃｕ濃度：１〜３０ｇ／Ｌ
電解液温度：２０〜６０°Ｃ、 ｐＨ：１．０〜４．０
電流密度：５〜６０Ａ／ｄｍ２、 めっき時間：０．５〜４秒
（ニッケルめっき処理）
Ｎｉ濃度：１〜３０ｇ／Ｌ
電解液温度：２５〜６０°Ｃ、 ｐＨ：１．０〜４．０
電流密度：０．５〜５Ａ／ｄｍ２、 めっき時間：０．５〜４秒
（コバルトめっき処理）
Ｃｏ濃度：１〜３０ｇ／Ｌ
電解液温度：２５〜６０°Ｃ、 ｐＨ：１．０〜４．０
電流密度：０．５〜５Ａ／ｄｍ２、 めっき時間：０．５〜４秒
（錫めっき処理）
Ｓｎ濃度：５〜１００ｇ／Ｌ 硫酸：４０〜１５０ｇ／Ｌ
電解液温度：２５〜４０°Ｃ、 ｐＨ：１．０〜４．０
電流密度：１．０〜５Ａ／ｄｍ２、 めっき時間：０．５〜４秒
（インジウムめっき処理）
Ｉｎ濃度：１０〜５０ｇ／Ｌ 硫酸：１０〜５０ｇ／Ｌ
電解液温度：２０〜４０°Ｃ、 ｐＨ：１．０〜４．０
電流密度：１．０〜２０Ａ／ｄｍ２、 めっき時間：０．５〜４秒
（亜鉛−コバルトめっき処理）
Ｚｎ濃度：１〜２０ｇ／Ｌ、 Ｃｏ濃度：１〜３０ｇ／Ｌ
電解液温度：２５〜５０°Ｃ、 ｐＨ：１．５〜４．０
電流密度：０．５〜５Ａ／ｄｍ２、 めっき時間：１〜３秒
（銅−ニッケルめっき処理）
Ｃｕ濃度：５〜２０ｇ／Ｌ、 Ｎｉ濃度：５〜２０ｇ／Ｌ
電解液温度：２５〜５０°Ｃ、 ｐＨ：１．０〜４．０
電流密度：１０〜４５Ａ／ｄｍ２、 めっき時間：１〜３秒
（銅−コバルトめっき処理）
Ｃｕ濃度：５〜２０ｇ／Ｌ、 Ｃｏ濃度：５〜２０ｇ／Ｌ
電解液温度：２５〜５０°Ｃ、 ｐＨ：１．０〜４．０
電流密度：１０〜４５Ａ／ｄｍ２、 めっき時間：１〜３秒
（亜鉛−ニッケルめっき処理）
亜鉛濃度：１〜１０ｇ／Ｌ、 Ｎｉ濃度：１０〜３０ｇ／Ｌ
電解液温度：４０〜５０°Ｃ、 ｐＨ ：３．０〜４．０
電流密度：０．５〜５Ａ／ｄｍ２、 めっき時間：１〜３秒
（コバルト−ニッケルめっき処理）
Ｃｏ濃度：５〜２０ｇ／Ｌ、 Ｎｉ濃度：５〜２０ｇ／Ｌ
電解液温度：２０〜５０°Ｃ、 ｐＨ：１．０〜４．０
電流密度：０．５〜１０Ａ／ｄｍ２、 めっき時間：１〜１８０秒
（銅−コバルト−ニッケルめっき処理）
Ｃｏ濃度：１〜１５ｇ／Ｌ、 Ｎｉ濃度：１〜１５ｇ／Ｌ
Ｃｕ濃度：５〜２５ｇ／Ｌ
電解液温度：２０〜５０°Ｃ、 ｐＨ：１．０〜４．０
電流密度：１．０〜５０Ａ／ｄｍ２、 めっき時間：１〜１８０秒
【００１４】
【実施例】
次に、実施例に基づいて説明する。なお、本実施例は好適な一例を示すもので、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。したがって、本発明の技術思想に含まれる変形、他の実施例又は態様は、全て本発明に含まれる。
なお、本発明との対比のために、比較例を掲載した。
【００１５】
（実施例１〜３及び比較例１）
Ｃｏ濃度：８．５ｇ／Ｌ、 Ｎｉ濃度：８．５ｇ／Ｌ
Ｃｕ濃度：１５ｇ／Ｌ
電解液温度：３８°Ｃ、 ｐＨ：２．４
電流密度：２０〜４０Ａ／ｄｍ２、 めっき時間：２〜３秒
の条件下で銅−コバルト−ニッケルめっき処理を行った。
実施例１は銅箔のエッジ部とアノード板のエッジ部に亘る整流板を設けた場合、実施例２は矩形のアノードに絶縁体である塩化ビニルで覆い、銅箔に露出するアノードの形状を図５のａの構造にしてめっきした場合、実施例３は実施例１の整流板と実施例２の図５ａに示すアノード形状併用した場合の例を示す。
比較例１は、これらをいずれも設置していない従来の矩形アノードを使用した例を示す。
【００１６】
上記条件でめっきした場合の結果を表１及び表２に示す。表１及び表２において、銅箔の幅方向３点におけるＮｉ付着量及びＣｏ付着量のばらつきをそれぞれ示す。この付着量は、中央部を１００とした時の相対値である。
付着量分析は、電着物を溶解し、原子吸光装置により測定した。なお溶解分析のため、Ｃｕ付着量は省略した。
この結果、表１及び表２に示すように従来の矩形アノードを使用した比較例では、Ｎｉ、Ｃｏ付着量共に、端部（エッジ部）が中央部と比べて２０％程度少ない。
これに対して、整流板を取り付けた実施例１では端部と中央部の差が１０％程度に改善される。アノード形状を改善した実施例２では、その差が５％程度にまで改善された。
さらに、これらを組合せた実施例３では、さらにその差が２％以下となり、著しいめっき付着量ばらつきの改善があった。
このようなめっき等電気化学的表面処理の均一化は、他の処理においても、同様の結果が得られた。
【００１７】
【表１】
【００１８】
【表２】
【００１９】
【発明の効果】
電解槽に設置した対向するアノード板の前に連続的に銅箔を通過させて表面処理を行う際し、アノード板の幅を狭く設定することなく、また銅箔幅方向の両端部（両サイド）の処理能の低下又はエッジ部への過剰電着が起こることなく、ばらつきの少ない均一な処理が可能であり、かつ生産性を向上させることができるという優れた効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図１】銅箔の連続的電気化学的表面処理側面の概略説明図である。
【図２】アノード３と銅箔４間の電流分布の上部からみた説明図を示す。
【図３】通過する銅箔の両エッジ部とアノード板の両エッジ部との間に一対の整流板を配置した本発明の一例を示す説明図である。
【図４】従来の一般的な矩形アノード板と銅箔の通過方向を示す説明図である。
【図５】中央部よりも両エッジ側が銅箔の通過方向に長く、かつ左右対称形である本発明アノード板の３種の例を示す説明図である。
【符号の説明】
１：電解槽
２：ガイドロール
３：アノード板
４：銅箔
５：銅箔のエッジ部
６：アノード板のエッジ部
７：整流版
８：アノード板の中央部
９：アノード板のエッジ（端部）側
１０：三角形に切り欠いたアノード板
１１：矩形に切り欠いたアノード板
１２：山形に切り欠いたアノード板
【発明の属する技術分野】
本発明は、圧延銅箔又は電解銅箔の表面に、粗化処理、防錆処理、酸化表面処理（黒化処理）、等の電気化学的な表面処理を連続的に行う表面処理方法及び表面処理装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、電子部品及び配線基板等の製造に、銅箔が多く使用されるようになった。
一般に、電解銅箔は、回転する金属製陰極ドラムと、その陰極ドラムのほぼ下方半分の位置に配置した該陰極ドラムの周囲を囲む不溶性金属アノード（陽極）を使用し、前記陰極ドラムとアノードとの間に銅電解液を流動させかつこれらの間に電位を与えて陰極ドラム上に銅を電着させ、所定厚みになったところで、該陰極ドラムから電着した銅を剥がして連続的に銅箔が製造されている。
また、圧延銅箔は、溶解鋳造したインゴットを、多数回の圧延と焼鈍を繰返して製造するものである。
上記のように、電解銅箔及び圧延銅箔は連続的に製造されコイルに巻かれているが、このようにして得た銅箔は、その後いくつかの化学的又は電気化学的な表面処理を施してプリント配線板等に使用される。
【０００３】
一般に、銅箔の電気化学的な表面処理は、図１のような装置を使用して連続的な処理が行なわれる。図１は銅箔の連続表面処理装置の側面概略図を示す。
図１に示すように、コイルに巻かれた銅箔４は巻戻しされ、電解槽１の内外に設置した複数のガイドロール２を介して、対向するアノード板３の前に連続的に銅箔４を通過させるとともに、表面処理が行なわれる。表面処理した銅箔４は、再びコイルに巻き取られる。
電解槽には処理用の電解液、例えば粗化処理、防錆処理用のめっき液が備えられている。電解液は電解槽への補充又は建浴した電解液が循環できる構造となっている。アノード板と陰極となる銅箔間には、表面処理用の電流が流される。
アノード板としては、通常Ｐｂ板、貴金属酸化物被覆Ｐｔ板等の不溶性アノードが使用されるが、それ自体が溶解し、銅箔に電着する溶性アノードとしても良い。これは電気化学的処理の条件に応じて適宜変更できる。
【０００４】
アノード板３の板幅は、通常銅箔４の必要表面処理幅によって決定される。上記のような従来の銅箔の電気化学的表面処理において、大きな問題は銅箔の幅方向に均一な処理が非常に難しいということである。
図２に、アノード３と銅箔４間の電流分布の上部から見た説明図を示す。図２に示すように、電流線は端部や凸部に集中し易いため、銅箔幅方向の両端部（エッジ近傍）の処理能が弱くなる一方、逆にエッジ部への過剰電着が起こる。
このような処理面となった場合には、処理が幅方向に不均一となるので、両サイドを切除する必要がでてくる。これは歩留りを大きく低下させる原因となる。したがって、このような問題を避けるために、銅箔の幅に対してアノード板の幅を狭く設定するのが一般的であるが、それだけ電着能が低下するので、生産性が落ちるという問題があった。
【０００５】
【発明が解決しょうとする課題】
本発明は上記のような問題点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、アノード板の幅を狭く設定することなく、また銅箔幅方向の両端部（エッジ近傍）の処理能の低下又はエッジ部への過剰電着が起こることなく、均一な処理が可能であり、かつ生産性を向上させることができる銅箔の連続表面処理方法及び同装置を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
以上から、本発明は
１． 電解槽に設置した対向するアノード板の前に連続的に銅箔を通過させて表面処理を行う際に、通過する銅箔の両エッジ部とアノード板の両エッジ部との間に一対の整流板を配置して表面処理を行うことを特徴とする銅箔の連続表面処理方法
２．整流板がアノード板の長さに近似する長さの絶縁板であることを特徴とする上記１記載の銅箔の連続表面処理方法
３．電解槽に設置した対向するアノード板の前に連続的に銅箔を通過させて表面処理を行う際に、アノード板の中央部よりも両エッジ側が銅箔の通過方向に長くかつ左右対称形であるアノード板を用いて表面処理を行うことを特徴とする銅箔の連続表面処理方法
４．電解槽に設置した対向するアノード板の前に連続的に銅箔を通過させて表面処理を行う際に、アノード板の中央部よりも両エッジ側が銅箔の通過方向に長くかつ左右対称形であるアノード板を用いて表面処理を行うことを特徴とする上記１又は２記載の銅箔の連続表面処理方法
５．電解槽に設置した対向するアノード板の前に連続的に銅箔を通過させて表面処理を行う際に、矩形のアノード板と通過する銅箔との間に部分的に遮蔽する絶縁性の遮蔽板を設け、該銅箔に露出するアノード板の面が中央部よりも両エッジ側が銅箔の通過方向に長くかつ左右対称形であるように遮蔽して表面処理を行うことを特徴とする銅箔の連続表面処理方法
６．電解槽に設置した対向するアノード板の前に連続的に銅箔を通過させて表面処理を行う際に、矩形のアノード板と通過する銅箔との間に部分的に遮蔽する絶縁性の遮蔽板を設け、該銅箔に露出するアノード板の面が中央部よりも両エッジ側が銅箔の通過方向に長くかつ左右対称形であるように遮蔽して表面処理を行うことを特徴とする上記１又は２記載の銅箔の連続表面処理方法
を提供する。
【０００７】
また、本発明はさらに
７．電解槽に設置した対向するアノード板の前に連続的に銅箔を通過させて表面処理を行う装置において、通過する銅箔の両エッジ部とアノード板の両エッジ部との間に一対の整流板を配置して表面処理を行うことを特徴とする銅箔の連続表面処理装置
８．整流板がアノード板の長さに近似する長さの絶縁板であることを特徴とする上記７記載の銅箔の連続表面処理装置
９．電解槽に設置した対向するアノード板の前に連続的に銅箔を通過させて表面処理を行う装置であって、アノード板の中央部よりも両エッジ側が銅箔の通過方向に長くかつ左右対称形であるアノード板を用いて表面処理を行うことを特徴とする銅箔の連続表面処理装置
１０．電解槽に設置した対向するアノード板の前に連続的に銅箔を通過させて表面処理を行う装置であって、アノード板の中央部よりも両エッジ側が銅箔の通過方向に長くかつ左右対称形であるアノード板を用いて表面処理を行うことを特徴とする上記１又は２記載の銅箔の連続表面処理装置
１１．電解槽に設置した対向するアノード板の前に連続的に銅箔を通過させて表面処理を行う装置であって、矩形のアノード板と通過する銅箔との間に部分的に遮蔽する絶縁性の遮蔽板を設け、該銅箔に露出するアノード板の面が中央部よりも両エッジ側が銅箔の通過方向に長くかつ左右対称形であるように遮蔽して表面処理を行うことを特徴とする銅箔の連続表面処理装置
１２．電解槽に設置した対向するアノード板の前に連続的に銅箔を通過させて表面処理を行う装置であって、矩形のアノード板と通過する銅箔との間に部分的に遮蔽する絶縁性の遮蔽板を設け、該銅箔に露出するアノード板の面が中央部よりも両エッジ側が銅箔の通過方向に長くかつ左右対称形であるように遮蔽して表面処理を行うことを特徴とする上記１又は２記載の銅箔の連続表面処理装置
を提供する。
【０００８】
【発明の実施の形態】
図３に、本発明の代表的な例を示す。電解槽に設置した対向するアノード板３の前に連続的に銅箔４を通過させて表面処理を行う際に、通過する銅箔４の両エッジ部５とアノード板３の両エッジ部６との間に一対の整流板７を配置する。整流板７は、通常塩化ビニル等の絶縁体を使用する。
図３は電流が整流となってほぼ平行に流れることを説明する概念図を示すが、このように銅箔エッジ５での過剰電着又は近傍位置での処理低下が効果的に防止できる。
銅箔４を電解槽の中で、繰返し通過させる場合には、アノード板３の数に相当する数だけ、対となった整流板７を配置する。
【０００９】
この整流板７の幅は、通常銅箔４の両エッジ部５とアノード板３の両エッジ部６に亘る幅、すなわち銅箔４とアノード板３の間隙にほぼ相当する幅とするが、銅箔４とアノード板３の間隙よりも小さくても、それなりの整流効果は発揮する。
これは表面処理の条件により変るので、処理条件に応じて幅を適宜変更することができる。
整流板７の長さ（縦方向）は、アノード板の長さにほぼ近似する長さとするのが望ましいが、それ以上の長さがあっても良い。また短くてもそれなりの長さ方向における整流効果を発揮するので、表面処理の条件に応じて適宜設計する。
【００１０】
本発明は、電解槽に設置した対向するアノード板の前に連続的に銅箔４を通過させて表面処理を行う際に、アノード板の中央部８よりも両エッジ側９が銅箔４の通過方向に長くかつ左右対称形であるアノード板１０を用いて表面処理を行うものであるが、これによってもまた、銅箔４の幅方向の両端部（エッジ近傍）の処理能の低下又電着等の表面処理のばらつきを抑制し、均一な処理が可能となる。
図４は一般的なアノード板３の形状を示す。このような矩形アノードでは、上記に説明した通り、両サイドの処理が弱くなる欠点がある。
図５に、本発明のアノード板の中央部８よりも両端部が銅箔４の通過方向に長くかつ左右対称形であるアノード板の代表例を示す。
図５は、矩形のアノード板３の下側を三角形に切り欠いた形状のアノード板１０の例、同下側を矩形に切り欠いたアノード板１１の例、同下側を山形に切り欠いたアノード板１２の例をそれぞれ示す。
いずれも左右対称であり、銅箔の両サイドがアノードとの対向する面積が他の部分に比べて、やや多めになるように構成されている。
これによって、両サイドのめき等の処理時間を増やし、表面処理の銅箔幅方向のばらつきを効果的に抑制することができる。
【００１１】
上記においては、アノード板の形状を加工し、変形することで銅箔に対向するアノード板の面積を調整したが、矩形のアノード板３と通過する銅箔との間に部分的に遮蔽する絶縁性の遮蔽板を設け、該銅箔に露出するアノード板の面が中央部よりも両エッジ側が銅箔の通過方向に長くかつ左右対称形となるように遮蔽して表面処理を行うこともできる。
遮蔽した部分以外の露出するアノード部分は、例えば図５に示すようになる。この遮蔽板は、例えば塩化ビニル等の絶縁体で造ることができる。この構造は、前記アノード板の加工よりも簡便であり、かつ上記と同様に、表面処理の銅箔幅方向のばらつきを効果的に抑制することができる。
【００１２】
上記では、整流板を設けること及びアノード板の銅箔に対向する露出面積を調整して表面処理の銅箔幅方向のばらつきを抑制する例を示したが、これらを同時併用することもできる。
この併用による効果は、それぞれ単独で使用するよりも、さらに効果的に表面処理の銅箔幅方向のばらつきを抑制する、すなわち銅箔幅方向の両サイド（エッジ近傍）の処理能の低下又はエッジ部への過剰電着を発生させることなく、均一な処理が可能であり、かつ生産性を向上させることができる。
本発明に使用する銅箔は、電解銅箔又は圧延銅箔のいずれにも適用できる。また、最近銅箔の厚みは高密度配線として使用するために、１８μｍ以下であることが要求されているが、本発明の銅箔処理は、このような厚さに制限なく適用でき、極薄箔又は厚い銅箔においも同様に適用できる。
表面処理の種類としては、めっき等により粒子層を形成する粗化処理、かぶせめっき、めっき処理後のクロム及び又は亜鉛を含有する防錆処理、黒化処理等の電気化学的処理の全てに適用できる。
【００１３】
このような電気化学的処理液の例を示すと、次のようなものがある。
（銅めっき処理）
Ｃｕ濃度：１〜３０ｇ／Ｌ
電解液温度：２０〜６０°Ｃ、 ｐＨ：１．０〜４．０
電流密度：５〜６０Ａ／ｄｍ２、 めっき時間：０．５〜４秒
（ニッケルめっき処理）
Ｎｉ濃度：１〜３０ｇ／Ｌ
電解液温度：２５〜６０°Ｃ、 ｐＨ：１．０〜４．０
電流密度：０．５〜５Ａ／ｄｍ２、 めっき時間：０．５〜４秒
（コバルトめっき処理）
Ｃｏ濃度：１〜３０ｇ／Ｌ
電解液温度：２５〜６０°Ｃ、 ｐＨ：１．０〜４．０
電流密度：０．５〜５Ａ／ｄｍ２、 めっき時間：０．５〜４秒
（錫めっき処理）
Ｓｎ濃度：５〜１００ｇ／Ｌ 硫酸：４０〜１５０ｇ／Ｌ
電解液温度：２５〜４０°Ｃ、 ｐＨ：１．０〜４．０
電流密度：１．０〜５Ａ／ｄｍ２、 めっき時間：０．５〜４秒
（インジウムめっき処理）
Ｉｎ濃度：１０〜５０ｇ／Ｌ 硫酸：１０〜５０ｇ／Ｌ
電解液温度：２０〜４０°Ｃ、 ｐＨ：１．０〜４．０
電流密度：１．０〜２０Ａ／ｄｍ２、 めっき時間：０．５〜４秒
（亜鉛−コバルトめっき処理）
Ｚｎ濃度：１〜２０ｇ／Ｌ、 Ｃｏ濃度：１〜３０ｇ／Ｌ
電解液温度：２５〜５０°Ｃ、 ｐＨ：１．５〜４．０
電流密度：０．５〜５Ａ／ｄｍ２、 めっき時間：１〜３秒
（銅−ニッケルめっき処理）
Ｃｕ濃度：５〜２０ｇ／Ｌ、 Ｎｉ濃度：５〜２０ｇ／Ｌ
電解液温度：２５〜５０°Ｃ、 ｐＨ：１．０〜４．０
電流密度：１０〜４５Ａ／ｄｍ２、 めっき時間：１〜３秒
（銅−コバルトめっき処理）
Ｃｕ濃度：５〜２０ｇ／Ｌ、 Ｃｏ濃度：５〜２０ｇ／Ｌ
電解液温度：２５〜５０°Ｃ、 ｐＨ：１．０〜４．０
電流密度：１０〜４５Ａ／ｄｍ２、 めっき時間：１〜３秒
（亜鉛−ニッケルめっき処理）
亜鉛濃度：１〜１０ｇ／Ｌ、 Ｎｉ濃度：１０〜３０ｇ／Ｌ
電解液温度：４０〜５０°Ｃ、 ｐＨ ：３．０〜４．０
電流密度：０．５〜５Ａ／ｄｍ２、 めっき時間：１〜３秒
（コバルト−ニッケルめっき処理）
Ｃｏ濃度：５〜２０ｇ／Ｌ、 Ｎｉ濃度：５〜２０ｇ／Ｌ
電解液温度：２０〜５０°Ｃ、 ｐＨ：１．０〜４．０
電流密度：０．５〜１０Ａ／ｄｍ２、 めっき時間：１〜１８０秒
（銅−コバルト−ニッケルめっき処理）
Ｃｏ濃度：１〜１５ｇ／Ｌ、 Ｎｉ濃度：１〜１５ｇ／Ｌ
Ｃｕ濃度：５〜２５ｇ／Ｌ
電解液温度：２０〜５０°Ｃ、 ｐＨ：１．０〜４．０
電流密度：１．０〜５０Ａ／ｄｍ２、 めっき時間：１〜１８０秒
【００１４】
【実施例】
次に、実施例に基づいて説明する。なお、本実施例は好適な一例を示すもので、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。したがって、本発明の技術思想に含まれる変形、他の実施例又は態様は、全て本発明に含まれる。
なお、本発明との対比のために、比較例を掲載した。
【００１５】
（実施例１〜３及び比較例１）
Ｃｏ濃度：８．５ｇ／Ｌ、 Ｎｉ濃度：８．５ｇ／Ｌ
Ｃｕ濃度：１５ｇ／Ｌ
電解液温度：３８°Ｃ、 ｐＨ：２．４
電流密度：２０〜４０Ａ／ｄｍ２、 めっき時間：２〜３秒
の条件下で銅−コバルト−ニッケルめっき処理を行った。
実施例１は銅箔のエッジ部とアノード板のエッジ部に亘る整流板を設けた場合、実施例２は矩形のアノードに絶縁体である塩化ビニルで覆い、銅箔に露出するアノードの形状を図５のａの構造にしてめっきした場合、実施例３は実施例１の整流板と実施例２の図５ａに示すアノード形状併用した場合の例を示す。
比較例１は、これらをいずれも設置していない従来の矩形アノードを使用した例を示す。
【００１６】
上記条件でめっきした場合の結果を表１及び表２に示す。表１及び表２において、銅箔の幅方向３点におけるＮｉ付着量及びＣｏ付着量のばらつきをそれぞれ示す。この付着量は、中央部を１００とした時の相対値である。
付着量分析は、電着物を溶解し、原子吸光装置により測定した。なお溶解分析のため、Ｃｕ付着量は省略した。
この結果、表１及び表２に示すように従来の矩形アノードを使用した比較例では、Ｎｉ、Ｃｏ付着量共に、端部（エッジ部）が中央部と比べて２０％程度少ない。
これに対して、整流板を取り付けた実施例１では端部と中央部の差が１０％程度に改善される。アノード形状を改善した実施例２では、その差が５％程度にまで改善された。
さらに、これらを組合せた実施例３では、さらにその差が２％以下となり、著しいめっき付着量ばらつきの改善があった。
このようなめっき等電気化学的表面処理の均一化は、他の処理においても、同様の結果が得られた。
【００１７】
【表１】
【表２】
【発明の効果】
電解槽に設置した対向するアノード板の前に連続的に銅箔を通過させて表面処理を行う際し、アノード板の幅を狭く設定することなく、また銅箔幅方向の両端部（両サイド）の処理能の低下又はエッジ部への過剰電着が起こることなく、ばらつきの少ない均一な処理が可能であり、かつ生産性を向上させることができるという優れた効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図１】銅箔の連続的電気化学的表面処理側面の概略説明図である。
【図２】アノード３と銅箔４間の電流分布の上部からみた説明図を示す。
【図３】通過する銅箔の両エッジ部とアノード板の両エッジ部との間に一対の整流板を配置した本発明の一例を示す説明図である。
【図４】従来の一般的な矩形アノード板と銅箔の通過方向を示す説明図である。
【図５】中央部よりも両エッジ側が銅箔の通過方向に長く、かつ左右対称形である本発明アノード板の３種の例を示す説明図である。
【符号の説明】
１：電解槽
２：ガイドロール
３：アノード板
４：銅箔
５：銅箔のエッジ部
６：アノード板のエッジ部
７：整流版
８：アノード板の中央部
９：アノード板のエッジ（端部）側
１０：三角形に切り欠いたアノード板
１１：矩形に切り欠いたアノード板
１２：山形に切り欠いたアノード板
Claims (8)
- 電解槽に設置した対向するアノード板の前に連続的に銅箔を通過させて表面処理を行う際に、通過する銅箔の両エッジ部とアノード板の両エッジ部との間に、銅箔の両エッジ部とアノード板の両エッジ部に亘る幅の一対の整流板を配置して表面処理を行うことを特徴とする銅箔の連続表面処理方法。
- 整流板がアノード板の長さに近似する長さの絶縁板であることを特徴とする請求項１記載の銅箔の連続表面処理方法。
- 電解槽に設置した対向するアノード板の前に連続的に銅箔を通過させて表面処理を行う際に、アノード板の中央部よりも両エッジ側が銅箔の通過方向に長くかつ左右対称形であるアノード板を用いて表面処理を行うことを特徴とする請求項１記載の銅箔の連続表面処理方法。
- 電解槽に設置した対向するアノード板の前に連続的に銅箔を通過させて表面処理を行う際に、矩形のアノード板と通過する銅箔との間に部分的に遮蔽する絶縁性の遮蔽板を設け、該銅箔に露出するアノード板の面が中央部よりも両エッジ側が銅箔の通過方向に長くかつ左右対称形であるように遮蔽して表面処理を行うことを特徴とする請求項１記載の銅箔の連続表面処理方法。
- 電解槽に設置した対向するアノード板の前に連続的に銅箔を通過させて表面処理を行う装置において、通過する銅箔の両エッジ部とアノード板の両エッジ部との間に、銅箔の両エッジ部とアノード板の両エッジ部に亘る幅の一対の整流板を配置して表面処理を行うことを特徴とする銅箔の連続表面処理装置。
- 整流板がアノード板の長さに近似する長さの絶縁板であることを特徴とする請求項５記載の銅箔の連続表面処理装置。
- 電解槽に設置した対向するアノード板の前に連続的に銅箔を通過させて表面処理を行う装置であって、アノード板の中央部よりも両エッジ側が銅箔の通過方向に長くかつ左右対称形であるアノード板を用いて表面処理を行うことを特徴とする請求項５記載の銅箔の連続表面処理装置。
- 電解槽に設置した対向するアノード板の前に連続的に銅箔を通過させて表面処理を行う装置であって、矩形のアノード板と通過する銅箔との間に部分的に遮蔽する絶縁性の遮蔽板を設け、該銅箔に露出するアノード板の面が中央部よりも両エッジ側が銅箔の通過方向に長くかつ左右対称形であるように遮蔽して表面処理を行うことを特徴とする請求項５記載の銅箔の連続表面処理装置。
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