JP4571343B2

JP4571343B2 - Corona discharge electrode and surface treatment apparatus

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Publication number: JP4571343B2
Application number: JP2001190161A
Authority: JP
Inventors: 憲一村松; 秀嗣高岡; 和之神戸; 智憲大家
Original assignee: Hamamatsu Photonics KK
Current assignee: Hamamatsu Photonics KK
Priority date: 2001-06-22
Filing date: 2001-06-22
Publication date: 2010-10-27
Anticipated expiration: 2021-06-22
Also published as: JP2003007499A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、金属電極を誘電体部材で被覆して構成されるコロナ放電用電極及びそのコロナ放電用電極を用いた基板の表面処理装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年の情報通信技術の発展に伴い、パーソナルコンピュータや携帯情報端末等のディスプレイ部や、デジタルカメラのモニタ画面部に用いられる液晶ディスプレイの需要が高まっている。液晶ディスプレイの製造方法は、ガラス基板上に電極パターンを形成する電極工程と、２枚のガラス基板を所定の間隔ではり合わせて液晶を注入するパネル組立工程と、組み立てたパネルをドライバＩＣなどと共に実装する実装工程とを有する。
【０００３】
電極工程では、アンダーコート膜の形成前や、電極パターンの形成前にガラス基板の表面を洗浄する工程がある。また、パネル組立工程では、オーバーコート膜の形成後で液晶の注入前に、ガラス基板の表面を洗浄する工程がある。これらの洗浄工程では、薬剤や有機溶剤を用いたウェット洗浄法が用いられていた。
【０００４】
しかしながら、このようなウェット洗浄法では、洗浄後に僅かな残留物が残ったり、洗浄処理装置が大掛かりになったり、洗浄後の廃液の処理が必要であったりといった技術的な課題があった。このため、プラズマ放電を用いた処理や、コロナ放電を用いた処理等が用いられるようになってきている。
【０００５】
また、同様に情報通信技術の発展に伴い、多層プリント基板が急速に普及している。このような多層プリント基板は、ポリマー等からなる絶縁層と、当該絶縁層に接して形成され金属等からなり平面回路パターンを有する導電層とを交互に積み重ねて一体化した積層体から構成されている。多層プリント基板においては、立体的な電気回路を形成するためにビアホールと呼ばれる電気的な導通孔が絶縁層に設けられ、導電層間が電気的に接続される。なお、本願でビアホールとは、ブラインドビアホール等と呼ばれる基板を貫通しないものをいい、基板を貫通するスルーホールを区別するものとする。
【０００６】
多層プリント基板にビアホール用の孔を形成する際、この孔の底面又は内壁面にスミアと呼ばれる絶縁層の構成物質を含む残滓が残ったり、導電層を構成する金属のバリが発生してしまうことがある。スミアは導電層の露出を妨げてビアホールの導通不良の原因となるため、過マンガン酸カリウム溶液等の酸化剤溶液によってスミアを除去するデスミア処理が行なわれる。
【０００７】
ところで、多層プリント基板の高密度実装化に伴って、要求されるビアホールの径が例えばφ５０μｍ程度と小さくなってきており、従来の湿式処理では十分にスミアを除去できなくなってきた。そのため、酸化剤溶液を用いた湿式のデスミア処理に代え、溶液等によらない乾式のデスミア処理が用いられつつある。乾式のデスミア処理としては、プラズマ放電を用いた処理や、針状電極又は線状電極によるコロナ放電を用いた処理等が知られている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
針状電極によるコロナ放電を用いた従来の処理技術では、処理対象面が広く平面的に分布している場合には、多数の針状電極を設けるか、針状電極を移動させる必要があり、処理対象面を一様に処理することが困難であった。
【０００９】
一方、線状電極によるコロナ放電を用いた従来の処理技術では、針状電極における位置合わせの困難性は軽減されているものの、放電が不安定になりやすく、一箇所に電流集中が生じてアーク放電に移行することがあり、処理対象面を損傷してしまうおそれがあった。
【００１０】
このような状況に対し、本発明者らは棒状の電極表面に誘電体部材を被覆し、放電が不安定になることを防止する手段を見出した。本発明者らは更に技術的検討を重ね、電極表面に誘電体部材を被覆する際の解決すべき課題を発見した。一つの解決すべき課題は、ガラスやセラミックスといった硬質の材料から構成されている誘電体部材を電極表面に被覆しようとする場合には、電極と誘電体部材との間に隙間が生じやすく、より安定した放電が得にくいことである。別の解決すべき課題は、シリコーンゴムやフッ素ゴムといった柔軟性を有する材料を用いて電極表面を被覆し誘電体部材を電極表面に形成しようとする場合には、電極と誘電体部材との間に隙間が生じないものの、放電処理時に誘電体部材の一部が飛散（スパッタ）し、微細なパーティクルが発生して処理対象面を汚してしまうことである。
【００１１】
そこで本発明は、電極と誘電体部材との間に隙間が生じにくく、放電処理時に誘電体部材の一部が飛散しにくいコロナ放電用電極及びそれを用いた表面処理装置を提供することを課題とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明のコロナ放電用電極は、基板の処理対象面をコロナ放電によって表面処理する表面処理装置に用いられるものであって、棒状の金属電極と、硬質の材料によって構成されており、金属電極の長手方向の外周に沿って金属電極を被覆する第１の誘電体部材と、柔軟性を有する材料を用いて形成されており、金属電極と第１の誘電体部材との間の隙間に充填されていて、金属電極と第１の誘電体部材との双方に密着している第２の誘電体部材とを備え、金属電極の長手方向において第１の誘電体部材が金属電極より長いことを特徴とする。
【００１３】
本発明によれば、棒状の金属電極を、硬質の材料によって形成されている第１の誘電体部材で被覆しているので、コロナ放電時に特定の箇所に電流集中が生じることがなく、誘電体部材の飛散によって処理対象面が汚れることがない。また、金属電極と第１の誘電体部材との間の隙間を第２の誘電体部材で充填しているので、金属電極と、第１の誘電体部材及び第２の誘電体部材との間に空隙が生じずにコロナ放電がより安定する。
【００１４】
また本発明のコロナ放電用電極は、第１の誘電体部材を形成する硬質の材料を、ガラス、アルミナ、多結晶サファイア、単結晶サファイア、ジルコニア、ステアタイトからなる群から選択されるようにしてもよい。このようにすれば、コロナ放電時に特定の箇所に電流集中が生じることがなく、誘電体部材の飛散によって処理対象面が汚れることがない。
【００１５】
また本発明のコロナ放電用電極は、第２の誘電体部材を形成するために用いる柔軟性を有する材料を、一液型のシリコーンゴム、二液型のシリコーンゴム、二液型のフッ素ゴムからなる群から選択されるようにしてもよい。このようにすれば、金属電極と第１の誘電体部材との間の隙間に充填して硬化させることができ、金属電極と、第１の誘電体部材及び第２の誘電体部材との間に空隙が生じることがないのでコロナ放電がより安定する。
【００１６】
本発明の表面処理装置は、基板の処理対象面をコロナ放電によって表面処理するものであって、棒状の金属電極と、硬質の材料によって構成されており、金属電極の長手方向の外周に沿って金属電極を被覆する第１の誘電体部材と、柔軟性を有する材料を用いて形成されており、金属電極と第１の誘電体部材との間の隙間に充填されていて、金属電極と第１の誘電体部材との双方に密着している第２の誘電体部材とを備えて構成されるコロナ放電用電極が処理対象面と対向する位置に配置されている。
【００１７】
本発明によれば、棒状の金属電極を、硬質の材料によって形成されている第１の誘電体部材で被覆しているので、コロナ放電時に特定の箇所に電流集中が生じることがなく、誘電体部材の飛散によって基板の処理対象面が汚れることがない。また、金属電極と第１の誘電体部材との間の隙間を第２の誘電体部材で充填しているので、金属電極と、第１の誘電体部材及び第２の誘電体部材との間に空隙が生じずにコロナ放電がより安定し、更には、第１の誘電体部材及び第２の誘電体部材における発熱を抑制することができる。
【００１８】
また本発明の表面処理装置は、第１の誘電体部材を構成する硬質の材料を、ガラス、アルミナ、多結晶サファイア、単結晶サファイア、ジルコニア、ステアタイトからなる群から選択されるようにしてもよい。このようにすれば、コロナ放電時に特定の箇所に電流集中が生じることがなく、誘電体部材の飛散によって基板の処理対象面が汚れることがない。
【００１９】
また本発明の表面処理装置は、第２の誘電体部材を形成するために用いる柔軟性を有する材料を、一液型のシリコーンゴム、二液型のシリコーンゴム、二液型のフッ素ゴムからなる群から選択されるようにしてもよい。このようにすれば、金属電極と第１の誘電体部材との間の隙間に充填して硬化させることができ、金属電極と、第１の誘電体部材及び第２の誘電体部材との間に空隙が生じることがないのでコロナ放電がより安定する。
【００２０】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を図面を参照しながら説明する。可能な場合には、同一の部分には同一の符号を付して重複する説明を省略する。
【００２１】
本発明の実施形態である表面処理装置１について、図１を用いて説明する。図１は、表面処理装置１の構成を示した図である。表面処理装置１は、基台１３と、搬送ローラ１２と、コロナ放電用電極１１と、搬送台１４と、高周波高電圧電源１５とを備えて構成されている。引き続いて各構成要素について説明する。
【００２２】
搬送ローラ１２は、図示しない係止手段によって基台１３に取り付けられており、任意の速度及びタイミングで回転することができる複数のローラ状部材の集合体として構成されている。搬送ローラ１２が回転することで、搬送ローラ１２上に載置された搬送対象物を所定の速度及びタイミングで矢印Ａの方向に移動させることができる。
【００２３】
搬送台１４は、搬送ローラ１２上に載置されていて、その上には基板１６を載置している。搬送台１４は、基板１６よりも大きい金属板で形成されていて、外部回路１５ｂを介して高周波高電圧電源１５に接続されており、接地されていても接地されていなくてもよい。
【００２４】
高周波高電圧電源１５は、高電圧側の外部回路１５ａを介してコロナ放電用電極１１と、低電圧側の外部回路１５ｂを介して搬送台１４とそれぞれ接続されており、コロナ放電用電極１１及び搬送台１４に対し、５ｋＨｚ〜５００ｋＨｚの高周波数で５ｋＶ〜１４ｋＶの交流電圧を印加することが可能になっている。５ｋＶ未満ではコロナ放電が発生しなかったり、あるいは不均一なコロナ放電となる場合があり、１４ｋＶ以上では基板１６の被処理面に損傷を発生させる危険性があるからである。
【００２５】
コロナ放電用電極１１については、図２を用いて説明する。図２は、図１のＩ−Ｉ断面を示した図である。コロナ放電用電極１１は、図示しない電極支持梁に取り付けられており、電極支持梁の両端は図示しない支持部材によって固定されている。支持部材は、電極支持梁を支持しつつ上下に移動可能に構成されている。そのような支持部材の例としては、ベース部と、ネジ部と、調整つまみと、支持部と、位置針とを有する構成がある。より具体的には、ベース部は、基台１３に固定されていて、基台１３に固定されているのとは反対側には雌ネジが形成されており、ネジ部の雄ネジが螺合されている。ネジ部の雄ネジが形成されているのとは反対側の端部には、調整つまみが取り付けられていて、調整つまみを回すことでベース部に対してネジ部を上下に動かすことができる。支持部は、コロナ放電用電極とネジ部とを固定していて、支持部に対してネジ部は回動自在に取り付けられている。位置針は、支持部に取り付けられており、ベース部上に形成されている目盛を指し示していて、コロナ放電用電極１１と基板１６との間の放電距離ａを調整することができる。
【００２６】
コロナ放電用電極１１と基板１６との間の放電距離ａは、０．５ｍｍ以上５ｍｍ以下が好ましく、０．５ｍｍ未満ではコロナ放電用電極１１と基板１６との間隔を保つ精度が困難となり、５ｍｍ以上ではコロナ放電印加電圧が高くなりすぎるためにトランスが大きくなり消費電力の無駄が大きくなる。また、放電距離ａのばらつきは、放電距離ａの１／５以下なるように調整している。
【００２７】
コロナ放電用電極１１は、パイプ状の金属電極１１ａと、同じくパイプ状の第１の誘電体部材１１ｂと、金属電極１１ａと第１の誘電体部材１１ｂとの間の隙間に充填される第２の誘電体部材１１ｃとを備えて構成されている。金属電極１１ａの長さは、少なくとも基板１６の一辺よりも長く、材料としてはステンレスが用いられている。第１の誘電体部材１１ｂは、金属電極１１ａよりも長く、その内径ｄ２は、金属電極１１ａの外径よりも大きい。第１の誘電体部材１１ｂを構成する材料は、石英ガラスが用いられているが、コロナ放電の際に飛散しない程度に硬質の材料で構成されていることが好ましく、石英ガラスの他には、アルミナ、多結晶サファイア、単結晶サファイア、ジルコニア、ステアタイトといった材料が用いられる。
【００２８】
第２の誘電体部材１１ｃとしては、一液型のシリコーンゴムを熱硬化させて用いている。一液型のシリコーンゴムとしては、接着性がよく腐食性の少ない縮合型の、アルコール型、オキシム型、アセトン型といった分類のものが好適に用いられる。第２の誘電体部材１１ｃに用いられる材料は、硬化後に温度によって特性が変化せず、外部応力の分散吸収のため柔軟性に富み、密着性の高いものが用いられる。このような材料としては、一液型のシリコーンゴムの他に、二液型のシリコーンゴムやフッ素ゴムも用いられる。フッ素ゴムとしては、ＵＤＦ−ＨＦＰ系、ＴＦＥ−Ｐ系、含フッ素シリコン系、含フッ素ビニルエーテル系、含フッ素フォスファゼン系といった種類のものが用いられる。
【００２９】
次に、コロナ放電用電極１１の製造方法について図３を用いて説明する。図３は、コロナ放電用電極１１の製造方法を示した図である。まず、金属電極１１ａと、第１の誘電体部材１１ｂと、ガイド部材３１とを準備する（図３（ａ））。
ガイド部材３１は、金属電極１１ａの中空部分に挿入される棒状部３１ｂと、棒状部３１ｂの一端部に取り付けられているテーパ部３１ａとから構成されている。テーパ部３１ａは円錐台形状をしており、棒状部３１ｂの一端部に取り付けられている部分が金属電極１１ａの外径ｄ１とほぼ同じ直径の円形状で、反対側の部分は直径が金属電極１１ａの外径ｄ１よりも小さい円形状をしている。ガイド部材３１は、矢印Ｂの方向に沿って金属電極１１ａの中空部分に挿入される。
【００３０】
次に、第１の誘電体部材１１ｂの内周に第２の誘電体部材１１ｃ（一液型のシリコーンゴム）を、塗膜厚が金属電極１１ａの外径ｄ１と第１の誘電体部材１１ｂの内径ｄ２との差よりも大きくなるように塗布する（図３（ｂ））。その後、第１の誘電体部材１１ｂに金属電極１１ａを、ガイド部材３１が取り付けれている側から矢印Ｄ方向へ挿入する。その際に、矢印Ｃ方向に回転させると滑らかに挿入することができる（図３（ｂ））。金属電極１１ａが第１の誘電体部材１１ｂ内に完全に挿入される位置までゆっくりと挿入する（図３（ｃ））。その後、ガイド部材３１を矢印Ｅ方向に取り去り（図３（ｄ））、金属電極１１ａ及び第１の誘電体部材１１ｂを矢印Ｆ方向に同時にゆっくりと回転させながら６０〜８０℃で加熱し、第２の誘電体部材１１ｃを促進硬化させてコロナ放電用電極１１を完成させる（図３（ｄ））。
【００３１】
図３（ｅ）は、図３（ｄ）の、II−II断面を示した図である。図３（ｅ）に示すように、第２の誘電体部材１１ｃは金属電極１１ａと第１の誘電体部材１１ｂとの双方に密着している。また、図３（ｅ）のＨ部分のように、金属電極１１ａを第１の誘電体部材１１ｂに挿入する際に第２の誘電体部材１１ｃが削り取られていても、金属電極１１ａに接する部分で密着していればよい。同様に、ガイド部材３１を取り去る際に、図３（ｅ）のＧ部分のように第２の誘電体部材１１ｃが削り取られていても、金属電極１１ａに接する部分で密着していればよい。
【００３２】
図４は、図３（ｄ）の、III−III断面を示した図である。金属電極１１ａと第１の誘電体部材１１ｂとの位置関係は、図４（ａ）に示すように同心円状に配置されることが好ましいが、図４（ｂ）に示すように金属電極１１ａの配置位置が偏心しており、第１の誘電体部材１１ｂと部分的に接するようになっていてもよい。
【００３３】
本発明の実施形態である表面処理装置１を用いて、基板１６の表面を処理する方法について図１及び図２を用い、具体的数値を挙げながら説明する。なお、基板１６としては、３３０ｍｍ×３００ｍｍのガラス板を用いている。金属電極１１ａとしては長さが３６０ｍｍ、外径ｄ１が１５ｍｍ、肉厚保が２ｍｍのステンレスパイプを用いている。また、第１の誘電体部材１１ｂとしては、長さが４００ｍｍ、内径ｄ２が１６ｍｍ、肉厚が１ｍｍの石英ガラス管を用いている。
【００３４】
まず基板１６の表面の凹凸やうねりを解消するために表面の研磨を行なった後、基板１６を被処理面を上にして搬送台１４上に載置し、搬送ローラ１２によって矢印Ａの方向に５ｍｍ／秒の速度で搬送する。コロナ放電用電極１１と基板１６との間の放電距離ａは１ｍｍとしている。また、放電距離ａのばらつきは、放電距離ａの１／５以下なるように調整している。
【００３５】
基板１６がコロナ放電用電極１１の直下を通過する際に、高周波高電圧電源１５によって、コロナ放電用電極１１及び搬送台１４に電圧１０ｋＶ、周波数２０ｋＨｚの交流電圧を印加する。このようにコロナ放電用電極１１及び搬送台１４に電圧を印加していくと電界が増大し、電界がある臨界値に達するとコロナ放電が発生する。このとき、コロナ放電用電極１１から発生したコロナ放電は、基板１６の被処理面上の異物を除去し、表面を親水化させる。こうしたコロナ放電処理を、搬送ローラ１２により基板１６をコロナ放電用電極１１の長手方向と直交する方向に移動させながら行なうことで、基板１６の全体を処理することができる。本発明者らがこの条件にて実験を行なった結果、コロナ放電処理には十分な効果があり、長時間の使用でも第１の誘電体部材１１ｂの飛散はごく僅かであった。
【００３６】
また、本発明者らは他の条件での効果を確認するために、金属電極１１ａとして、長さが３６０ｍｍ、外径ｄ１が６ｍｍ、の中実ステンレス棒を用い、第１の誘電体部材１１ｂとして、長さが４００ｍｍ、内径ｄ２が７．５ｍｍ、肉厚が１ｍｍのアルミナを用い、第２の誘電体部材としては一液型のシリコーンゴムを用いてコロナ放電用電極１１を作成し、コロナ放電処理を行なった。搬送スピードは５ｍｍ／秒で、コロナ放電用電極１１には、電圧１１ｋＶ、周波数２０ｋＨｚの交流電圧を印加した。この条件でも、コロナ放電処理には十分な効果があり、長時間の使用でも第１の誘電体部材１１ｂの飛散はごく僅かであった。
【００３７】
なお、液晶ディスプレイに用いられるガラス基板に対して本実施形態にかかる表面処理装置１で表面処理を施す場合には、電極工程での、アンダーコート膜の形成前や、電極パターンの形成前にガラス基板の表面を洗浄する工程や、パネル組立工程での、オーバーコート膜の形成後で液晶の注入前にガラス基板の表面を洗浄する工程で表面処理が行われる。
【００３８】
また、基板としてはガラス基板に限られるものではなく、プリント基板に対しても表面処理をすることができる。その場合には、搬送台１４にプリント基板を吸着などさせてプリント基板の歪みを除去してから、表面処理を行なう。その際の数値的条件は、搬送台１４の搬送速度は５ｍｍ／秒、コロナ放電用電極１１とプリント基板との間の放電距離ａは１．５ｍｍ、コロナ放電用電極１１及び搬送台１４に印加する交流電圧は、電圧９．２ｋＶ、周波数１０ｋＨｚとするのが好ましい。なお、プリント基板に対して表面処理をする場合には、プリント基板にビアホール用の穴をあけてから本実施の形態に係る表面処理装置１で表面処理をしてスミア等を除去した後、メッキ工程で導電性メッキ層を形成する。
【００３９】
本発明の実施形態の作用及び効果について説明する。パイプ状又は中実棒状のステンレス製金属電極１１ａを、硬質の材料である石英ガラス又はアルミナによって形成されている第１の誘電体部材１１ｂで被覆しているので、コロナ放電時に特定の箇所に電流集中が生じることがなく、誘電体部材の飛散によって基板１６の処理対象面が汚れることがない。また、金属電極１１ａと第１の誘電体部材１１ｂとの間の隙間を一液型のシリコーンゴムからなる第２の誘電体部材１１ｃで充填しているので、金属電極１１ａと、第１の誘電体部材１１ｂ及び第２の誘電体部材１１ｃとの間に空隙が生じることがなくなるためコロナ放電がより安定する。
【００４０】
【発明の効果】
本発明によれば、棒状の金属電極を、硬質の材料によって形成されている第１の誘電体部材で被覆しているので、コロナ放電時に特定の箇所に電流集中が生じることがなく、誘電体部材の飛散によって処理対象面が汚れることがない。また、金属電極と第１の誘電体部材との間の隙間を第２の誘電体部材で充填しているので、金属電極と、第１の誘電体部材及び第２の誘電体部材との間に空隙が生じることがなくなるためコロナ放電がより安定する。従って、本発明の目的とする電極と誘電体部材との間に隙間が生じにくく、放電処理時に誘電体部材の一部が飛散しにくいコロナ放電用電極及びそれを用いた表面処理装置を提供することができた。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態である表面処理装置１を示した図である。
【図２】図１のＩ−Ｉ断面を示した図である。
【図３】図１の表面処理装置１に用いられるコロナ放電用電極１１の製造方法を示した図である。
【図４】図３のIII−III断面を示した図である。
【符号の説明】
１…表面処理装置、１１…コロナ放電用電極、１１ａ…金属電極、１１ｂ…第１の誘電体部材、１１ｃ…第２の誘電体部材、１２…搬送ローラ、１３…基台、１４…搬送台、１５…高周波高電圧電源、１６…基板。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a corona discharge electrode configured by coating a metal electrode with a dielectric member and a substrate surface treatment apparatus using the corona discharge electrode.
[0002]
[Prior art]
With the development of information communication technology in recent years, there is an increasing demand for liquid crystal displays used for display units such as personal computers and portable information terminals, and monitor screen units of digital cameras. A method for manufacturing a liquid crystal display includes an electrode process for forming an electrode pattern on a glass substrate, a panel assembly process for injecting liquid crystal by joining two glass substrates at a predetermined interval, and the assembled panel together with a driver IC. A mounting process for mounting.
[0003]
In the electrode process, there is a process of cleaning the surface of the glass substrate before the formation of the undercoat film or the electrode pattern. In the panel assembly process, there is a process of cleaning the surface of the glass substrate after the overcoat film is formed and before the liquid crystal is injected. In these cleaning steps, a wet cleaning method using a chemical or an organic solvent has been used.
[0004]
However, such wet cleaning methods have technical problems such as a small amount of residue remaining after cleaning, a large cleaning processing apparatus, and a waste liquid processing after cleaning. For this reason, the process using plasma discharge, the process using corona discharge, etc. have come to be used.
[0005]
Similarly, with the development of information communication technology, multilayer printed circuit boards are rapidly spreading. Such a multilayer printed circuit board is composed of a laminate in which an insulating layer made of a polymer or the like and a conductive layer made of metal or the like and having a planar circuit pattern are alternately stacked and integrated. Yes. In a multilayer printed board, in order to form a three-dimensional electric circuit, an electrical conduction hole called a via hole is provided in an insulating layer, and the conductive layers are electrically connected. In the present application, the via hole is a hole called a blind via hole or the like that does not penetrate the substrate, and a through hole that penetrates the substrate is distinguished.
[0006]
When a hole for a via hole is formed in a multilayer printed board, a residue containing a constituent material of an insulating layer called a smear remains on the bottom surface or inner wall surface of the hole or a metal burr forming a conductive layer is generated. There is. Since smear prevents exposure of the conductive layer and causes poor conduction of the via hole, desmear treatment is performed to remove smear with an oxidizing agent solution such as a potassium permanganate solution.
[0007]
By the way, as the multilayer printed circuit board is mounted with high density, the required via hole diameter has been reduced to, for example, about 50 μm, and smear cannot be sufficiently removed by the conventional wet processing. Therefore, in place of the wet desmear process using an oxidant solution, a dry desmear process not using a solution or the like is being used. As a dry desmear process, a process using plasma discharge, a process using corona discharge with a needle electrode or a linear electrode, and the like are known.
[0008]
[Problems to be solved by the invention]
In the conventional processing technique using corona discharge by needle-like electrodes, when the processing target surface is widely distributed in a plane, it is necessary to provide a large number of needle-like electrodes or move the needle-like electrodes, It was difficult to uniformly process the surface to be processed.
[0009]
On the other hand, in the conventional processing technique using corona discharge by linear electrodes, although the difficulty of alignment in the needle-like electrode has been reduced, the discharge tends to become unstable and current concentration occurs in one place, resulting in arcing. There is a possibility that the process shifts to discharge, which may damage the surface to be processed.
[0010]
In view of such a situation, the present inventors have found a means for preventing the discharge from becoming unstable by covering the surface of the rod-shaped electrode with a dielectric member. The inventors of the present invention have made further technical studies and found a problem to be solved when a dielectric member is coated on the electrode surface. One problem to be solved is that when a dielectric member made of a hard material such as glass or ceramic is to be coated on the electrode surface, a gap is likely to be generated between the electrode and the dielectric member. It is difficult to obtain a stable discharge. Another problem to be solved is that when a flexible material such as silicone rubber or fluororubber is used to cover the electrode surface and the dielectric member is formed on the electrode surface, there is a gap between the electrode and the dielectric member. Although there is no gap, a part of the dielectric member is scattered (sputtered) during the discharge process, and fine particles are generated and the surface to be processed is soiled.
[0011]
Therefore, the present invention has an object to provide a corona discharge electrode and a surface treatment apparatus using the same, in which a gap is hardly generated between the electrode and the dielectric member, and a part of the dielectric member is hardly scattered during the discharge treatment. And
[0012]
[Means for Solving the Problems]
The corona discharge electrode of the present invention is used in a surface treatment apparatus for surface treatment of a substrate surface to be treated by corona discharge, and is composed of a rod-shaped metal electrode and a hard material. The first dielectric member covering the metal electrode along the outer periphery in the longitudinal direction and a flexible material are formed, and the gap between the metal electrode and the first dielectric member is filled. And a second dielectric member in close contact with both the metal electrode and the first dielectric member, wherein the first dielectric member is longer than the metal electrode in the longitudinal direction of the metal electrode. And
[0013]
According to the present invention, since the rod-shaped metal electrode is covered with the first dielectric member formed of a hard material, current concentration does not occur at a specific location during corona discharge, and the dielectric The surface to be processed is not soiled by the scattering of the members. In addition, since the gap between the metal electrode and the first dielectric member is filled with the second dielectric member, the gap between the metal electrode and the first dielectric member and the second dielectric member. Corona discharge is more stable without any voids.
[0014]
In the corona discharge electrode of the present invention, the hard material forming the first dielectric member is selected from the group consisting of glass, alumina, polycrystalline sapphire, single crystal sapphire, zirconia, and steatite. Also good. In this way, current concentration does not occur at a specific location during corona discharge, and the surface to be processed is not soiled by scattering of the dielectric member.
[0015]
In the corona discharge electrode of the present invention, the flexible material used to form the second dielectric member is made of one-component silicone rubber, two-component silicone rubber, or two-component fluorine rubber. You may make it select from the group which consists of. In this way, the gap between the metal electrode and the first dielectric member can be filled and cured, and the gap between the metal electrode and the first dielectric member and the second dielectric member can be set. Since no voids are generated, corona discharge is more stable.
[0016]
The surface treatment apparatus of the present invention performs surface treatment on the surface to be treated of the substrate by corona discharge, and is composed of a rod-shaped metal electrode and a hard material, and extends along the outer circumference in the longitudinal direction of the metal electrode. The first dielectric member covering the metal electrode is formed using a flexible material, and is filled in a gap between the metal electrode and the first dielectric member. A corona discharge electrode configured to include a second dielectric member that is in close contact with both of the first dielectric member is disposed at a position facing the processing target surface.
[0017]
According to the present invention, since the rod-shaped metal electrode is covered with the first dielectric member formed of a hard material, current concentration does not occur at a specific location during corona discharge, and the dielectric The processing target surface of the substrate is not contaminated by the scattering of the members. In addition, since the gap between the metal electrode and the first dielectric member is filled with the second dielectric member, the gap between the metal electrode and the first dielectric member and the second dielectric member. Thus, the corona discharge is more stable without generating a gap, and furthermore, heat generation in the first dielectric member and the second dielectric member can be suppressed.
[0018]
In the surface treatment apparatus of the present invention, the hard material constituting the first dielectric member may be selected from the group consisting of glass, alumina, polycrystalline sapphire, single crystal sapphire, zirconia, and steatite. Good. In this way, current concentration does not occur at a specific location during corona discharge, and the processing target surface of the substrate is not contaminated by the scattering of the dielectric member.
[0019]
In the surface treatment apparatus of the present invention, the flexible material used for forming the second dielectric member is made of one-component silicone rubber, two-component silicone rubber, or two-component fluorine rubber. You may make it select from a group. In this way, the gap between the metal electrode and the first dielectric member can be filled and cured, and the gap between the metal electrode and the first dielectric member and the second dielectric member can be set. Since no voids are generated, corona discharge is more stable.
[0020]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. When possible, the same portions are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted.
[0021]
A surface treatment apparatus 1 according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 1 is a diagram showing a configuration of the surface treatment apparatus 1. The surface treatment apparatus 1 includes a base 13, a transport roller 12, a corona discharge electrode 11, a transport base 14, and a high frequency high voltage power supply 15. Subsequently, each component will be described.
[0022]
The transport roller 12 is attached to the base 13 by locking means (not shown), and is configured as an assembly of a plurality of roller-like members that can rotate at an arbitrary speed and timing. As the transport roller 12 rotates, the transport object placed on the transport roller 12 can be moved in the direction of arrow A at a predetermined speed and timing.
[0023]
The transport table 14 is placed on the transport roller 12, and the substrate 16 is placed thereon. The transport table 14 is formed of a metal plate larger than the substrate 16 and is connected to the high-frequency high-voltage power supply 15 via the external circuit 15b, and may or may not be grounded.
[0024]
The high-frequency high-voltage power supply 15 is connected to the corona discharge electrode 11 via the high-voltage side external circuit 15a and the carrier 14 via the low-voltage side external circuit 15b. An alternating voltage of 5 kV to 14 kV can be applied to the carrier 14 at a high frequency of 5 kHz to 500 kHz. If it is less than 5 kV, corona discharge may not occur or non-uniform corona discharge may occur, and if it is 14 kV or more, there is a risk of causing damage to the surface to be processed of the substrate 16.
[0025]
The corona discharge electrode 11 will be described with reference to FIG. FIG. 2 is a cross-sectional view taken along the line II of FIG. The corona discharge electrode 11 is attached to an electrode support beam (not shown), and both ends of the electrode support beam are fixed by a support member (not shown). The support member is configured to be movable up and down while supporting the electrode support beam. As an example of such a support member, there is a configuration having a base portion, a screw portion, an adjustment knob, a support portion, and a position hand. More specifically, the base portion is fixed to the base 13, and a female screw is formed on the side opposite to the base 13, and the male screw of the screw portion is screwed together. Has been. An adjustment knob is attached to an end of the screw portion opposite to where the male screw is formed, and the screw portion can be moved up and down relative to the base portion by turning the adjustment knob. The support portion fixes the corona discharge electrode and the screw portion, and the screw portion is rotatably attached to the support portion. The position hand is attached to the support part and points to a scale formed on the base part, so that the discharge distance a between the corona discharge electrode 11 and the substrate 16 can be adjusted.
[0026]
The discharge distance a between the corona discharge electrode 11 and the substrate 16 is preferably 0.5 mm or more and 5 mm or less. If the discharge distance a is less than 0.5 mm, it becomes difficult to maintain the distance between the corona discharge electrode 11 and the substrate 16 and 5 mm. In the above, the voltage applied to the corona discharge becomes too high, and the transformer becomes large, resulting in a waste of power consumption. Further, the variation in the discharge distance a is adjusted to be 1/5 or less of the discharge distance a.
[0027]
The corona discharge electrode 11 is filled in a pipe-shaped metal electrode 11a, a first pipe-shaped first dielectric member 11b, and a gap between the metal electrode 11a and the first dielectric member 11b. And the dielectric member 11c. The length of the metal electrode 11a is longer than at least one side of the substrate 16, and stainless steel is used as the material. The first dielectric member 11b is longer than the metal electrode 11a, and its inner diameter d2 is larger than the outer diameter of the metal electrode 11a. Quartz glass is used as the material constituting the first dielectric member 11b, but it is preferably made of a hard material that does not scatter during corona discharge. Materials such as alumina, polycrystalline sapphire, single crystal sapphire, zirconia, and steatite are used.
[0028]
As the second dielectric member 11c, a one-pack type silicone rubber is used by thermosetting. As the one-pack type silicone rubber, those of a condensed type having good adhesion and low corrosiveness, such as alcohol type, oxime type, and acetone type are preferably used. As the material used for the second dielectric member 11c, a material whose characteristics do not change with temperature after curing, is rich in flexibility due to dispersion absorption of external stress, and has high adhesion is used. As such a material, in addition to a one-pack type silicone rubber, a two-pack type silicone rubber or a fluorine rubber is also used. As the fluoro rubber, UDF-HFP, TFE-P, fluorine-containing silicon, fluorine-containing vinyl ether and fluorine-containing phosphazene types are used.
[0029]
Next, the manufacturing method of the electrode 11 for corona discharge is demonstrated using FIG. FIG. 3 is a view showing a method for manufacturing the corona discharge electrode 11. First, the metal electrode 11a, the first dielectric member 11b, and the guide member 31 are prepared (FIG. 3A).
The guide member 31 includes a rod-shaped portion 31b that is inserted into the hollow portion of the metal electrode 11a, and a tapered portion 31a that is attached to one end of the rod-shaped portion 31b. The taper portion 31a has a truncated cone shape, and a portion attached to one end of the rod-like portion 31b is a circular shape having substantially the same diameter as the outer diameter d1 of the metal electrode 11a, and the opposite portion has a diameter of the metal electrode. It has a circular shape smaller than the outer diameter d1 of 11a. The guide member 31 is inserted into the hollow portion of the metal electrode 11a along the direction of the arrow B.
[0030]
Next, the second dielectric member 11c (one-pack type silicone rubber) is applied to the inner periphery of the first dielectric member 11b, the coating thickness is the outer diameter d1 of the metal electrode 11a and the first dielectric member 11b. The coating is performed so as to be larger than the difference from the inner diameter d2 of FIG. Thereafter, the metal electrode 11a is inserted into the first dielectric member 11b in the direction of arrow D from the side where the guide member 31 is attached. In that case, if it rotates in the direction of arrow C, it can insert smoothly (FIG.3 (b)). The metal electrode 11a is slowly inserted to a position where it is completely inserted into the first dielectric member 11b (FIG. 3C). Thereafter, the guide member 31 is removed in the direction of arrow E (FIG. 3D), and the metal electrode 11a and the first dielectric member 11b are heated at 60 to 80 ° C. while slowly rotating in the direction of arrow F simultaneously. The second dielectric member 11c is accelerated and hardened to complete the corona discharge electrode 11 (FIG. 3D).
[0031]
FIG.3 (e) is the figure which showed the II-II cross section of FIG.3 (d). As shown in FIG. 3E, the second dielectric member 11c is in close contact with both the metal electrode 11a and the first dielectric member 11b. Further, as in the portion H in FIG. 3E, even when the second dielectric member 11c is scraped off when the metal electrode 11a is inserted into the first dielectric member 11b, the portion that contacts the metal electrode 11a. It only has to be in close contact. Similarly, when the guide member 31 is removed, even if the second dielectric member 11c is scraped off like the G portion in FIG. 3 (e), the guide member 31 may be in close contact with the metal electrode 11a.
[0032]
FIG. 4 is a view showing a III-III cross section of FIG. The positional relationship between the metal electrode 11a and the first dielectric member 11b is preferably arranged concentrically as shown in FIG. 4A, but as shown in FIG. The arrangement position may be eccentric and may be in partial contact with the first dielectric member 11b.
[0033]
A method for treating the surface of the substrate 16 using the surface treatment apparatus 1 according to the embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 1 and FIG. The substrate 16 is a 330 mm × 300 mm glass plate. As the metal electrode 11a, a stainless steel pipe having a length of 360 mm, an outer diameter d1 of 15 mm, and a wall thickness of 2 mm is used. As the first dielectric member 11b, a quartz glass tube having a length of 400 mm, an inner diameter d2 of 16 mm, and a thickness of 1 mm is used.
[0034]
First, the surface of the substrate 16 is polished in order to eliminate irregularities and undulations, and then the substrate 16 is placed on the transport table 14 with the surface to be processed facing upward. Transport at a speed of 5 mm / sec. The discharge distance a between the corona discharge electrode 11 and the substrate 16 is 1 mm. Further, the variation in the discharge distance a is adjusted to be 1/5 or less of the discharge distance a.
[0035]
When the substrate 16 passes immediately below the corona discharge electrode 11, an AC voltage having a voltage of 10 kV and a frequency of 20 kHz is applied to the corona discharge electrode 11 and the carrier 14 by the high frequency high voltage power supply 15. Thus, when a voltage is applied to the corona discharge electrode 11 and the carrier 14, the electric field increases, and when the electric field reaches a certain critical value, corona discharge is generated. At this time, the corona discharge generated from the corona discharge electrode 11 removes foreign matters on the surface to be processed of the substrate 16 and makes the surface hydrophilic. By performing such a corona discharge treatment while moving the substrate 16 in the direction orthogonal to the longitudinal direction of the corona discharge electrode 11 by the transport roller 12, the entire substrate 16 can be processed. As a result of experiments conducted by the present inventors under these conditions, the corona discharge treatment has a sufficient effect, and even when used for a long time, the scattering of the first dielectric member 11b is negligible.
[0036]
In order to confirm the effect under other conditions, the present inventors used a solid stainless steel rod having a length of 360 mm and an outer diameter d1 of 6 mm as the metal electrode 11a, and the first dielectric member 11b. The corona discharge electrode 11 is formed using alumina having a length of 400 mm, an inner diameter d2 of 7.5 mm, and a wall thickness of 1 mm, and using a one-pack type silicone rubber as the second dielectric member. Discharge treatment was performed. The conveyance speed was 5 mm / second, and an AC voltage having a voltage of 11 kV and a frequency of 20 kHz was applied to the corona discharge electrode 11. Even under this condition, the corona discharge treatment has a sufficient effect, and even when used for a long time, the scattering of the first dielectric member 11b was very small.
[0037]
In addition, when surface treatment is performed on the glass substrate used for the liquid crystal display by the surface treatment apparatus 1 according to the present embodiment, glass is formed before the formation of the undercoat film or the electrode pattern in the electrode process. Surface treatment is performed in a step of cleaning the surface of the substrate or a step of cleaning the surface of the glass substrate after the formation of the overcoat film and before the injection of liquid crystal in the panel assembly step.
[0038]
Further, the substrate is not limited to a glass substrate, and surface treatment can be performed on a printed board. In that case, the surface treatment is performed after removing the distortion of the printed circuit board by adsorbing the printed circuit board to the carrier 14. The numerical conditions at that time are as follows: the conveyance speed of the conveyance table 14 is 5 mm / second, the discharge distance a between the corona discharge electrode 11 and the printed board is 1.5 mm, and the corona discharge electrode 11 and the conveyance table 14 are applied The alternating voltage to be used is preferably set at a voltage of 9.2 kV and a frequency of 10 kHz. In addition, when surface-treating a printed circuit board, after making a hole for a via hole in the printed circuit board and performing surface treatment with the surface treatment apparatus 1 according to the present embodiment to remove smear and the like, plating is performed. A conductive plating layer is formed in the process.
[0039]
The operation and effect of the embodiment of the present invention will be described. Since the pipe-shaped or solid rod-shaped stainless steel metal electrode 11a is covered with the first dielectric member 11b formed of quartz glass or alumina which is a hard material, a current is applied to a specific portion during corona discharge. Concentration does not occur, and the processing target surface of the substrate 16 is not soiled by scattering of the dielectric member. Further, since the gap between the metal electrode 11a and the first dielectric member 11b is filled with the second dielectric member 11c made of one-pack type silicone rubber, the metal electrode 11a and the first dielectric member 11c are filled. Since no gap is generated between the body member 11b and the second dielectric member 11c, corona discharge is more stable.
[0040]
【The invention's effect】
According to the present invention, since the rod-shaped metal electrode is covered with the first dielectric member formed of a hard material, current concentration does not occur at a specific location during corona discharge, and the dielectric The surface to be processed is not soiled by the scattering of the members. In addition, since the gap between the metal electrode and the first dielectric member is filled with the second dielectric member, the gap between the metal electrode and the first dielectric member and the second dielectric member. Therefore, corona discharge is more stable because no voids are generated. Accordingly, it is possible to provide a corona discharge electrode and a surface treatment apparatus using the same, in which a gap is hardly generated between the electrode and the dielectric member, which are the object of the present invention, and a part of the dielectric member is less likely to be scattered during the discharge treatment. I was able to.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a view showing a surface treatment apparatus 1 according to an embodiment of the present invention.
2 is a cross-sectional view taken along the line II of FIG. 1;
3 is a view showing a method of manufacturing a corona discharge electrode 11 used in the surface treatment apparatus 1 of FIG. 1. FIG.
4 is a view showing a III-III cross section of FIG. 3. FIG.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Surface treatment apparatus, 11 ... Corona discharge electrode, 11a ... Metal electrode, 11b ... 1st dielectric member, 11c ... 2nd dielectric member, 12 ... Conveyance roller, 13 ... Base, 14 ... Conveyance stand 15 ... high frequency high voltage power supply, 16 ... substrate.

Claims

An electrode for corona discharge used in a surface treatment apparatus for surface treatment of a substrate surface to be treated by corona discharge,
A rod-shaped metal electrode;
A first dielectric member made of a hard material and covering the metal electrode along the outer periphery in the longitudinal direction of the metal electrode;
It is formed using a material having flexibility, is filled in a gap between the metal electrode and the first dielectric member, and is provided on both the metal electrode and the first dielectric member. A second dielectric member in intimate contact with ,
The corona discharge electrode , wherein the first dielectric member is longer than the metal electrode in the longitudinal direction of the metal electrode.

2. The corona discharge according to claim 1, wherein the hard material forming the first dielectric member is selected from the group consisting of glass, alumina, polycrystalline sapphire, single crystal sapphire, zirconia, and steatite. Electrode.

The flexible material used to form the second dielectric member is selected from the group consisting of a one-part silicone rubber, a two-part silicone rubber, and a two-part fluororubber. The electrode for corona discharge according to claim 1.

A surface treatment apparatus for treating a surface of a substrate to be treated by corona discharge,
A rod-shaped metal electrode;
A first dielectric member made of a hard material and covering the metal electrode along the outer periphery in the longitudinal direction of the metal electrode;
It is formed using a material having flexibility, is filled in a gap between the metal electrode and the first dielectric member, and is provided on both the metal electrode and the first dielectric member. A surface treatment apparatus in which a corona discharge electrode configured to include a second dielectric member in close contact is disposed at a position facing the surface to be treated.

The surface treatment according to claim 4, wherein the hard material constituting the first dielectric member is selected from the group consisting of glass, alumina, polycrystalline sapphire, single crystal sapphire, zirconia, and steatite. apparatus.

The flexible material used to form the second dielectric member is selected from the group consisting of a one-part silicone rubber, a two-part silicone rubber, and a two-part fluororubber. The surface treatment apparatus according to claim 4.