JPH04221093A - 電解銅箔の製造方法及び装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、電解銅箔の製造方法及
び装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】電解銅箔は、不溶性金属製の陽極（アノ
ード）と表面を鏡面研磨された金属製陰極（カソード）
胴（ドラム）との間に電解液を流しそして陽極及び陰極
胴間に電位を与えることにより、陰極胴表面に銅を電着
させそして所定厚となった電着物を陰極胴から剥離する
ことにより製造される。得られる銅箔は生箔と呼ばれ、
爾後に様々の表面処理を施して印刷回路その他向けの製
品とされる。

【０００３】図５は、従来からの電解銅箔製造における
陰極胴と陽極との配置関係を示す説明図である。電解液
を収蔵する電解槽（図示なし）において、陰極胴１は電
解液に部分的に浸漬された状態で回転しうるよう設置さ
れる（ここでは時計方向）。陰極胴１の浸漬された、お
およそ下半部分を覆って且つ回転胴表面から一定間隔を
おいて例えば２枚の陽極５が配設される。電解槽内で２
枚の陽極５の間の６時の位置（短針の位置、以下同じ）
から電解液が供給されそして電解液は陰極胴と陽極との
間の間隙を通して流れて陽極上縁から溢出して循環され
る。整流器６が陰極胴と陽極との間に所定の電圧を維持
している。

【０００４】陰極胴１が回転するにつれ、電解液から電
着する銅は厚みを増し、およそ１２時の位置において所
定の厚さとなった生箔が適宜の剥離手段により剥離され
て巻き取られる。

【０００５】このようにして製造された生箔は、陽極−
陰極間の距離、供給される電解液の流速あるいは供給さ
れる電気量等の不均一性により、その厚みにバラツキが
生じる。

【０００６】一方で、電解銅箔製造設備においては、或
る一定期間の運転を終ると、特に陽極の減耗により陽極
及び陰極間の間隔にムラが生じて、使用に耐えない状態
となる。特に端部と中央部とでは電解液の流れ状況が異
なり、巾方向の厚みのバラツキが生じる。

【０００７】このように、製造される電解銅箔は、図５
に示すように、長さ方向及び巾方向厚みにバラツキを生
じている。

【０００８】しかしながら、電解銅箔の長さ方向厚みの
バラツキに関しては今まであまり考慮されたことはなか
った。

【０００９】一方、電解銅箔の巾方向の厚みの均一化を
達成するためには、従来次のような対策がとられてきた
： （１）陽極ミリング：電解銅箔製造設備においては、陽
極は或る一定期間の運転を終ると、その減耗により陽極
及び陰極間にムラが生じ、使用に耐えない状態となる。 使用に耐えない状態とは、電解電圧が異常に上昇した状
態或いは製造された銅箔の厚みのバラツキが激しい状態
を云う。この状態を回避するために、一定期間使用され
た陽極は特殊な切削機械で表面を円筒加工する。 （２）陽極部分削り：陽極ミリング後製造された銅箔の
巾方向の厚みのバラツキを測定し、そのデータに応じて
陽極の表面を部分的に削り取り、銅箔の厚みを修正する
。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】銅箔は主としてプリン
ト配線板に使用されるが、そのプリント配線板の高密度
化に伴い、回路の狭巾化、多層化による一層当たりの厚
みの低下により、銅箔の薄箔化が進展すると同時に、銅
箔の厚みの均一化への要求は益々厳しくなっている。

【００１１】それに伴い、従来看過されてきた長さ方向
厚みの均一化の解決も重大な課題となっている。

【００１２】巾方向厚みの均一化のための以上の２つの
従来からの方法は、操業中の修正が出来ないこと、陽極
以外の不確定な原因による巾方向の厚みのバラツキに対
応出来ないこと、陽極部分削りが時間のかかる面倒な作
業であり、所期の効果をあげることが必ずしも容易では
ないこと等の短所を有する。

【００１３】本発明の課題は、操業中の長さ方向及び巾
方向の別個の厚み修正を可能とし、また不確定な原因に
よるこれら厚みの修正をも可能とする新たな電解銅箔製
造方法及び装置を開発することである。

【００１４】

【課題を解決するための手段】本発明者等は、陽極の少
なくとも一部を複数個の厚み均一化用分割陽極として構
成し、該厚み均一化用電極に供給する電気量を長さ方向
厚みのパターンと巾方向厚みのパターンとの組合せパタ
ーンに基づいて制御することを想到した。

【００１５】この知見に基づいて、本発明は、（１）回
転自在の陰極胴と該陰極胴に対面する少なくとも１枚の
陽極との間に電解液を流し、該陰極胴表面に銅を電着さ
せそして電着した銅箔を該陰極胴から剥離する電解銅箔
の製造方法において、前記陽極の少なくとも一部を厚み
均一化用分割陽極として構成し、そして該厚み均一化用
分割陽極に供給する電気量を長さ方向厚みのパターンと
巾方向厚みのパターンとの組合せパターンに基づいて個
別に制御することにより銅箔の長さ及び巾方向厚みを均
一化することを特徴とする電解銅箔の製造方法及び（２
）厚み均一化用分割陽極に供給する電気量を、陰極胴一
周当たりの銅箔の長さ方向厚みのパターンと巾方向厚み
のパターンとの組合せパターンに基づいて個別に制御す
ることを特徴とする前記（１）記載の電解銅箔の製造方
法並びに（３）回転自在の陰極胴と該陰極胴に対面する
少なくとも１枚の陽極との間に電解液を流し、該陰極胴
表面に銅を電着させそして電着した銅箔を該陰極胴から
剥離する電解銅箔の製造装置において、前記陽極の少な
くとも一部を厚み均一化用分割陽極として構成し、そし
て該厚み均一化用分割陽極に供給する電気量を長さ方向
厚みのパターンと巾方向厚みのパターンとの組合せパタ
ーンに基づいて個別に制御する手段を備えることにより
銅箔の長さ及び巾方向厚みを均一化することを特徴とす
る電解銅箔の製造装置及び（４）厚み均一化用分割陽極
に供給する電気量を、陰極胴一周当たりの銅箔の長さ方
向厚みのパターンと巾方向厚みのパターンとの組合せパ
ターンに基づいて個別に制御することを特徴とする前記
（３）記載の電解銅箔の製造装置を提供する。

【００１６】

【作用】電解銅箔生箔には供給される電解液の流速ある
いは供給される電気量等の不均一性に主に起因する長さ
方向の厚みののバラツキと陰極胴〜陽極ギャップに主に
起因する巾方向バラツキが存在する。本発明に従えば、
図５において既に説明した陽極の、少なくとも一部、好
ましくは少なくとも銅箔取り出し側の１枚或いはその一
部が巾方向に分割された、複数個の厚み均一化用分割陽
極として構成される。これら厚み均一化用分割陽極に供
給する電気量を長さ方向厚みのパターンと巾方向厚みの
パターンとの組合せパターンに基づいて個別に制御する
ことにより銅箔の長さ及び巾方向厚みが均一化される。 もちろん、既存の陽極に追加してこれら厚み均一化用分
割陽極を補助陽極として設置することが出来る。

【００１７】

【実施例】図１及び図２には、２枚の陽極のうちの銅箔
引出し側の陽極の一部を厚み均一化用分割陽極（以下、
単に分割陽極という）９として構成した例を示す。

【００１８】図３は、分割陽極９を銅箔引出し側陽極５
の全体にわたって複数列設けた例である。

【００１９】図４は、銅箔引出し側のみならず、電着開
始側の陽極の一部をも分割陽極として構成した例を示す
。

【００２０】巾方向分割数並びに分割陽極の列数は、多
い程きめ細かな制御が出来るが、それだけ作製及びメン
テナンスが大変であり、製造すべき銅箔の巾並びに電解
銅箔製造設備の状況に応じて、一列当たり１０〜４０個
、通常２０〜３０個前後に分割される。

【００２１】図１及び図２の例をもって、電解銅箔製造
の操業態様を説明する。

【００２２】硫酸銅の硫酸溶液のような電解液を収蔵す
る電解槽（図示なし）において、例えばステンレス鋼或
いはチタン製の、回転円筒体である陰極胴１は電解液に
部分的に浸漬され、ここでは時計方向に回転しうるよう
支持装置によって設置されている。

【００２３】陰極胴１の浸漬された、おおよそ下半部分
を覆って且つ陰極胴表面から一定間隔をおいて例えば２
枚の円弧状の不溶性陽極５が配設される。不溶性陽極は
、鉛、鉛とアンチモン、銀、インジウム等との鉛合金等
から作製される。別様には、この不溶性陽極は、ＤＳＥ
或いはＤＳＡ（Ｄｉｍｅｎｓｉｏｎ　　ＳｔａｂｌｅＥ
ｌｅｃｒｏｄｅ，Ａｎｏｄｅ）と呼ばれる、チタンに代
表されるバルブ金属上に主として白金族金属或いはその
酸化物を被覆した構造のものとなしうる。陽極は、図示
のように陰極胴のおおよそ下１／４部分に沿って配設さ
れる２枚の陽極シートから構成するのが好ましいが、場
合によっては１枚、３枚或いは４枚といった、もっと多
くの陽極シートから構成することも出来る。

【００２４】本具体例に従えば、こうした陽極の銅箔取
り出し側の１枚の一部が、前述したような分割陽極９と
して構成されるのである。適宜数の分割陽極９’、９”
、・・・・が形成される。

【００２５】陰極胴と陽極との間隔は通常２〜１００ｍ
ｍの範囲で一定位置に維持される。間隔が狭い程、電気
量が少なくてすむが、膜厚及び品質の管理が難しくなる
。

【００２６】陰極胴と陽極との間隔は電解液の流通路を
形成する。２枚の陽極５間の６時の位置から電解液が槽
内の適宜のポンプ（図示なし）を通して供給されそして
電解液は陰極胴と陽極との間の間隙を通して両側に流れ
て各陽極上縁から溢出して循環される。

【００２７】整流器６が陰極胴と陽極との間に所定の電
圧を維持している。

【００２８】陰極胴１が回転するにつれ、電解液からの
銅の電着は、ほぼ３時の位置から始まり、次第に厚みを
増し、ほぼ９時の位置において電着を終えて所定の厚み
となり、おおよそ１２時の位置において所定の厚みとな
った生箔が適宜の剥離手段により剥離されて巻き取られ
る。

【００２９】しかしながら、前述したように、陽極−陰
極ギャップ間の変動、供給される電解液の流速あるいは
供給される電気量等の不均一性により、生箔に長さ方向
及び巾方向厚みの局所的変動が生ずる。

【００３０】本実施例に従えば、生箔の長さ方向及び巾
方向の厚みが剥離後検知され、そして厚みのバラツキが
許容以上になるとバラツキを解消する方向に、長さ方向
厚みのパターンと巾方向のパターンとの組み合わせに基
づいて分割陽極への電気量が制御される。

【００３１】より具体的に説明すると、まず予め陰極胴
一周当たりの厚みパターンを測定しておき、そしてこの
パターンに基づき、分割陽極への電気量を制御すること
が望ましい。

【００３２】本発明において、陰極胴一周当たりの厚み
のパターンとは、陰極胴が一周したときに製造された銅
箔を、例えば長さ方向に３６そして巾方向に２０カ所に
分割した場合には３６×２０＝７２０カ所の銅箔の厚み
を測定し、その７２０カ所の厚みの変動（バラツキ）の
状態を示したものをいい、これは長さ方向厚みのパター
ンと巾方向厚みのパターンとの組み合わせを示したもの
となる。

【００３３】長さ方向及び巾方向の分割数を増やすほど
、銅箔の厚みの変動は少なくなるけれども、このための
制御装置のメンテナンス等を考慮に入れると、通常は１
０〜４０が好ましい。

【００３４】以下、上記のように７２０カ所の銅箔の厚
みを予め測定した場合について説明する。

【００３５】７２０カ所の厚みの変動（バラツキ）は、
前述したように、陰極−陽極間のギャップ、供給される
電解液の流速、供給される電気量等の不均一性に起因す
る厚みの変動を表わしたものであり、これは回転する陰
極胴のある特定部分の軌道を考えた場合、この特定部分
が一周する間のアノードとの関係（ギャップ、供給され
る電解液の流速、供給される電気量の変動等）を間接的
に示すものであり、その結果として厚みのバラツキの状
態を表わすものとなる。

【００３６】従って、厚みを均一化するためには、この
７２０カ所の厚みの変動パターンに応じて、各分割陽極
への電気量を決めて制御すればよいことになる。そして
、操業中に製造される生箔の厚みを測定し、許容以上の
変動が生じた場合には、その変動分のパターンに相当す
る部分の電気量を制御することにより長さ及び巾方向共
に均一な厚みの生箔を得ることが出来る。

【００３７】この分割陽極は通常一段でよいと考えられ
るが、一段で制御出来ない場合或いはより精密な制御を
必要とする場合には、複数段或いは多数段設ければよい
。

【００３８】分割陽極９の個別の制御を可能とするよう
に、子整流器７が、個々の分割陽極９と陰極胴との間に
接続される。

【００３９】銅箔の長さ及び巾方向の各位置での厚みの
測定は、適宜のサンプリングによって単位面積当たりの
重量を測定することにより簡易に行ないうるし、静電容
量検知型のような厚み測定装置を巻き取り行路に配設し
て厚みを監視し、フィードバック装置を用いて子整流器
７と連動せしめる子とも出来る。

【００４０】各分割陽極間には好ましくは、絶縁シール
が設けられる。絶縁シール材としては、ＰＶＣ板、常温
加硫ゴム（ＲＴＶ：商品名）等が使用出来る。この外に
も、例えば、絶縁性接着剤で隣り合う分割陽極を接合す
ることにより或いは絶縁膜を挟んで分割陽極を一体化す
ることによりもたらされる。

【００４１】本発明に従えば、分割陽極の個々の制御は
それぞれの設定位置を制御することによっても実施しう
る。電解液中で陽極を支持する支持装置とは別に、分割
陽極を個別に支持しそして個々の分割陽極を陰極胴に近
付け或いはそこから引離すための手段が設置される。こ
れら分割陽極が、螺子機構、ピストン−シリンダ機構等
の適宜の位置調節機構により前後に移動される。特定部
位に相当する特定の分割陽極の支持棒が位置調節機構に
より変位される。分割陽極が陰極胴に近付く程電流密度
は高まり、電着銅の厚みは増大する。逆に分割陽極を陰
極胴から引き離す程、電流密度は減少して電着銅厚みは
減少する。

【００４２】こうして本発明に従えば、分割陽極を利用
して、そこに供給する電気量を個別に制御するか、或い
はその設定位置を個別に制御することにより製造される
電解銅箔の厚みを均一化することができる。

【００４３】（実施例１）直径２．０ｍ及び巾１．３ｍ
の陰極胴と図示したように陰極胴のほぼ下半部分に沿っ
て配設された巾１．３ｍの、２枚の陽極を使用して硫酸
銅溶液を用いて厚み３５μｍの銅箔の製造を行なった。 本発明に従う陽極構成としては、図１及び２に示した構
成を使用し、分割陽極を２０個の分割陽極から構成した
。

【００４４】そして、予め測定された陰極胴一周当たり
の長さ方向及び巾方向厚みのパターン（巾方向：２０×
長さ方向：３６＝７２０）組み合わせに基づいて、個々
の陽極をパソコンを用い、０．１〜１０Ａ／ｄｍ２　の
範囲で調節した。この結果、本発明方法によって長さ方
向の厚みの変動は小さくなり、従来の約３％の変動から
０．５％以下の変動へと低減することができた。

【００４５】（実施例２）本発明に従う陽極構成として
は、図５に示した銅箔の引き出し側の既存の陽極上に２
０個の分割陽極から成る分割陽極を配設することにより
構成し、実施例１と同様に厚み３５μｍの銅箔を製造し
た。得られた銅箔の長さ方向の厚みの変動は０．５％以
下であった。

【００４６】

【発明の効果】従来あまり考慮されることのなかった、
供給される電解液の流速あるいは供給される電気量等の
不均一性に起因する長さ方向の厚みのバラツキと併せて
陰極胴〜陽極ギャップに主に起因する巾方向厚みのバラ
ツキを同時に低減することに成功した。巾方向厚みのバ
ラツキに関しては、従来法では、理想的な箔厚を得るま
でには、数回の陽極修正（部分削り）を必要とし、修正
と修正との間は、約１〜２週間の操業期間があるので、
修正が完了するまでに３〜４週間を要していたものが、
本発明により操業中でも厚み調整が可能となり、箔厚良
好な銅箔の製造が可能となった。そして従来陽極交換の
都度行なっていた陽極部分削りが排除若しくは著しく低
減しうるので、設備のメンテナンスに伴う様々の負担が
著しく軽減された。

【図面の簡単な説明】

【図１】２枚の陽極のうちの銅箔引出し側の陽極の一部
を分割陽極として構成した実施例の、陰極胴と陽極との
配置関係を示す概略斜視図である。

【図２】図１の陽極の斜視図である。

【図３】図２の銅箔引出し側陽極全体を複数列の分割陽
極として構成した具体例の陽極の斜視図である。

【図４】電着側陽極の一部をも分割陽極として構成した
例を示す。

【図５】従来からの電解銅箔製造における陰極胴と陽極
との配置関係を示す説明図である。

【符合の説明】

１　　陰極胴 ２　　中心軸 ４　　外周壁 ５　　陽極 ６　　整流器 ７　　子整流器 ９　　分割陽極

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　回転自在の陰極胴と該陰極胴に対面す
   る少なくとも１枚の陽極との間に電解液を流し、該陰極
   胴表面に銅を電着させそして電着した銅箔を該陰極胴か
   ら剥離する電解銅箔の製造方法において、前記陽極の少
   なくとも一部を厚み均一化用分割陽極として構成し、そ
   して該厚み均一化用分割陽極に供給する電気量を長さ方
   向厚みのパターンと巾方向厚みのパターンとの組合せパ
   ターンに基づいて個別に制御することにより銅箔の長さ
   及び巾方向厚みを均一化することを特徴とする電解銅箔
   の製造方法。
2. 【請求項２】　　厚み均一化用分割陽極に供給する電気
   量を、陰極胴一周当たりの銅箔の長さ方向厚みのパター
   ンと巾方向厚みのパターンとの組合せパターンに基づい
   て個別に制御することを特徴とする請求項１の電解銅箔
   の製造方法。
3. 【請求項３】　　回転自在の陰極胴と該陰極胴に対面す
   る少なくとも１枚の陽極との間に電解液を流し、該陰極
   胴表面に銅を電着させそして電着した銅箔を該陰極胴か
   ら剥離する電解銅箔の製造装置において、前記陽極の少
   なくとも一部を厚み均一化用分割陽極として構成し、そ
   して該厚み均一化用分割陽極に供給する電気量を長さ方
   向厚みのパターンと巾方向厚みのパターンとの組合せパ
   ターンに基づいて個別に制御する手段を備えることによ
   り銅箔の長さ及び巾方向厚みを均一化することを特徴と
   する電解銅箔の製造装置。
4. 【請求項４】　　厚み均一化用分割陽極に供給する電気
   量を、陰極胴一周当たりの銅箔の長さ方向厚みのパター
   ンと巾方向厚みのパターンとの組合せパターンに基づい
   て個別に制御することを特徴とする請求項１の電解銅箔
   の製造装置。