JP4417689B2 - 銅箔の連続表面処理方法及び装置 - Google Patents
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Description
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。
図1に示すように、コイルに巻かれた銅箔3は巻戻しされ、電解槽1の内外に設置した複数の上ロール及び下ロールを介して、対向するアノードの前に連続的に銅箔3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3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、めっき液等が備えられている。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。
アノードとしては、通常Pb板、貴金属酸化物被覆Ti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。
この従来のスクイズロールの概略説明図を図2に示す。大径ロールを符号4、小径ロールを符号5で示す。これらのロールを通過して表面処理銅箔3が移動する。
一方、金属箔の処理工程ではロール間に張力をかけて移動させているが、銅箔に限らず縦しわが発生し、これが折りたたまれて座屈がおき絞りと言われる変形を生ずることがあり、また不均一な張力が発生するために金属箔が切断されることもある。
銅箔の表面処理においても同様に、縦しわの発生が発生し、ロール間の銅箔はロールから遠い距離にあるほど、幅が小さくなる傾向があり、縦しわの発生を予測させるような薄い筋目が肉眼でも表面処理銅箔上に見える場合がある。
したがって、これらが原因となり、表面処理銅箔が突然破断するケースがある。これは単にその部分の不良品が発生し歩留まりが低下するということだけでなく、ラインを停止しなければならず。生産性が落ち、重大な損害となるという問題があった。
第33回塑性加工連合講演予稿集(‘81.11.19−21大阪)第579〜582頁「高温の炉内における薄鋼板の挫屈について」
1.銅箔の連続的表面処理における表面処理槽間若しくは同槽と水洗槽間又はこれらと巻取り装置間に、撥水性樹脂被覆鋼製大径ロール及びこれより小径のロールからなるスクイズロールを設置し、該ロール間に表面処理銅箔を通過させて表面に付着した液の次槽又は次工程への持込を防止することを特徴とする銅箔の連続表面処理方法
2.表面処理銅箔の厚さが1〜12μm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.表面処理銅箔のテンションを1〜130Kgf/mとする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
4.銅箔が圧延銅箔又は電解銅箔であることを特徴とする上記1〜3のいずれかに記載銅箔の連続表面処理方法
を提供する。
5.銅箔の連続的表面処理の表面処理槽間若しくは同槽と水洗槽間又はこれらと巻取り装置間に、表面処理銅箔を通過させる撥水性樹脂被覆鋼製大径ロール及びこれより小径のロールからなるスクイズロールを備え、前記大径ロール径が100〜400mm、小径ロール径が30〜200mmであることを特徴とする銅箔の連続表面処理装置
6.表面処理銅箔の厚さが1〜12μmであることを特徴とする上記5記載の銅箔の連続表面処理装置
7.表面処理銅箔のライン速度が300〜3000m/Hrであることを特徴とする上記5又は6記載の銅箔の連続表面処理装置
8.表面処理銅箔のテンションを1〜130Kgf/mとすることを特徴とする上記5〜7のいずれかに記載の銅箔の連続表面処理装置
9.銅箔が圧延銅箔又は電解銅箔であることを特徴とする上記5〜8のいずれかに記載銅箔の連続表面処理装置
10.撥水性樹脂の水接触角が90°以上であることを特徴とする上記5〜9のいずれかに記載銅箔の連続表面処理装置。
を提供する。
図3では、分かり易いように撥水性樹脂の厚さを誇張して記載しているが、通常0.1mm〜1.0mm程度の厚さにするのが望ましい。しかし、この厚さはラインの条件によって任意に変更できるものであり、前記厚さに制限されるものではなく、適宜選択できることは云うまでもない。
これらのロールは、表面処理槽1間若しくは同槽と水洗槽間又はこれらと巻取り装置間に配置する。撥水性樹脂被覆鋼製大径ロール4の径は100〜400mm、小径ロール5径が30〜200mmであることが望ましい。いずれの場合も、ロール径が小さいとしわの発生があり、またロール径が大きすぎるとライン長が長くなりすぎ取り扱いが面倒になるからである。
また、表面処理銅箔のテンションを1〜130Kgf/mとすることが望ましい。テンションが1Kgf/m未満では、ラインにおける銅箔へのテンション伝達が十分に行われず、たるみを発生し易くなり、またテンションが130Kgf/mを超えると、応力集中によるしわの発生が多くなるからである。
本発明に使用する撥水性樹脂の好適な材料としては、PTFE(ポリテトラフルオロエチレン:テフロン)、PFA(4フッ化エチレンパーフルオロアルコキシエチレン共重合体)、FEP(4フッ化エチレン6フッ化プロピレン共重合体)がある。しかし、水接触角が90°以上の撥水性樹脂であれば、他の樹脂を使用することもできる。
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。
(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:1〜5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:1〜5秒
なお、本発明との対比のために、比較例を掲載した。
図1に示すような電解処理装置において、9μm電解銅箔に、次の条件で亜鉛−ニッケルめっき処理及び水洗を行った。
Zn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
これを図3に示すステンレス製の直径200mmの大径ロール上に0.3mm厚の撥水性樹脂が被覆されている大径ロールとこれに対向して配置された小径のステンレス鋼製ロールからなるスクイズロールを所定の位置に配置して液絞りを行うと共に、巻取りテンション50Kgf/1m幅で巻取りを行った。
この結果、10000mの長さに亘って破断がなく、撥水性樹脂被覆スクイズロールの有効性が確認できた。
図1に示すような電解処理装置において、12μm電解銅箔に、次の条件でコバルト−ニッケルめっき処理及び水洗を行った。
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:1〜5秒
これを図3に示すステンレス製の直径250mmの大径ロール上に0.5mm厚の撥水性樹脂が被覆されている大径ロールとこれに対向して配置された小径のステンレス鋼製ロールからなるスクイズロールを所定の位置に配置して液絞りを行うと共に、巻取りテンション40Kgf/1m幅で巻取りを行った。
この結果、10000mの長さに亘って破断がなく、撥水性樹脂被覆スクイズロールの有効性が確認できた。
図1に示すような電解処理装置において、9μm電解銅箔に、実施例1と同様の条件で亜鉛−ニッケルめっき処理及び水洗を行った。
Zn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
これを図2に示すステンレス製の直径200mmの大径ロール上とこれに対向して配置された小径のロールからなるスクイズロールを所定の位置に配置して液絞りを行いうと共に、巻取りテンション20Kgf/1m幅で巻取りを行った。
この結果、2000mの長さで2〜3回の破断が発生した。撥水性樹脂被覆スクイズロールに比べて応力集中が起こり易いという欠点があることが分かった。
図1に示すような電解処理装置において、7μm電解銅箔に、実施例2と同様の条件でコバルト−ニッケルめっき処理及び水洗を行った。
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:1〜5秒
これを図2に示すステンレス製の直径250mmの大径ロール上とこれに対向して配置された小径のステンレス鋼製ロールからなるスクイズロールを所定の位置に配置して液絞りを行いうと共に、巻取りテンション40Kgf/1m幅で巻取りを行った。
この結果、比較例1と同様に、2000mの長さで2〜3回の破断が発生した。撥水性樹脂被覆スクイズロールに比べて応力集中が起こり易いという欠点があることが分かった。
2:アノード板
3:銅箔
4:ステンレス製大径ロール
5:小径ロール
6:撥水性樹脂
Claims (9)
- 銅箔の連続的表面処理における表面処理槽間若しくは同槽と水洗槽間又はこれらと巻取り装置間に、水接触角が90°以上である撥水性樹脂被覆鋼製大径ロール及びこれより小径のロールからなるスクイズロールを設置し、該ロール間に表面処理銅箔を通過させて表面に付着した液の次槽又は次工程への持込を防止することを特徴とする銅箔の連続表面処理方法。
- 表面処理銅箔の厚さが1〜12μm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。
- 表面処理銅箔のテンションを1〜130Kgf/mとすることを特徴とする請求項1又は2記載の銅箔の連続表面処理方法。
- 銅箔が圧延銅箔又は電解銅箔であることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載銅箔の連続表面処理方法。
- 銅箔の連続的表面処理の表面処理槽間若しくは同槽と水洗槽間又はこれらと巻取り装置間に、表面処理銅箔を通過させる水接触角が90°以上である撥水性樹脂被覆鋼製大径ロール及びこれより小径のロールからなるスクイズロールを備え、前記大径ロール径が100〜400mm、小径ロール径が30〜200mmであることを特徴とする銅箔の連続表面処理装置。
- 表面処理銅箔の厚さが1〜12μm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。
- 表面処理銅箔のライン速度が300〜3000m/Hrであることを特徴とする請求項5又は6記載の銅箔の連続表面処理装置。
- 表面処理銅箔のテンションを1〜130Kgf/mとすることを特徴とする請求項5〜7のいずれかに記載の銅箔の連続表面処理装置。
- 銅箔が圧延銅箔又は電解銅箔であることを特徴とする請求項5〜8のいずれかに記載銅箔の連続表面処理装置。
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