KR20080108982A - 급전 방법, 웹의 연속 전해 도금 장치 및 도금막을 갖는 플라스틱 필름의 제조 방법 - Google Patents

급전 방법, 웹의 연속 전해 도금 장치 및 도금막을 갖는 플라스틱 필름의 제조 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 도전성이 부여된 웹의 단부만을 압접하도록 웹을 사이에 두고 대향한 적어도 2개의 회전체를 갖고, 그 회전체 중 적어도 1개가 급전 전극이며, 이들 회전체가 웹 반송 속도와 대략 동일한 속도로 회전되는 구성을 갖는다.
급전 방법

Description

급전 방법, 웹의 연속 전해 도금 장치 및 도금막을 갖는 플라스틱 필름의 제조 방법{POWER FEEDING METHOD, CONTINUOUS ELECTROLYTIC PLATING APPARATUS FOR WEB AND METHOD FOR MANUFACTURING PLASTIC FILM HAVING PLATING FILM}
본 발명은 급전 방법, 웹의 연속 전해 도금 장치 및 도금막을 갖는 플라스틱 필름의 제조 방법에 관한 것이다.
종래, 플라스틱 필름 등의 웹을 반송하면서 웹에 연속적으로 도금 피막을 형성하는 방법으로서는 웹의 도전면 또는 금속웹을 급전롤에 접촉시키고, 그 앞 또는 뒤에 양극이 투입된 도금욕을 배치하고, 도금욕에 의해 도금 피막을 형성하는 방법이 알려져 있다. 이러한 방법에 의해 웹에 연속적으로 도금 피막을 형성하면 음극-양극을 배치한 유닛을 반복해서 통과시킴으로써 용이하게 웹 상에 후막화된 소망 두께의 도금 피막을 형성할 수 있다.(특허 문헌 1 참조)
최근, 전자 기기, 전자 부품 및 반도체 패키지 등에서 이용되도록 되어 온 플렉시블 회로용 기판으로서 폴리이미드 필름 또는 폴리에스테르 필름과 동박을 합한 형태의 배선 기판이 주목받고 있다. 이 기판에는 웹에 접착제를 통해 동박을 부착한 통칭 "3층형"으로 불리는 것과, 웹에 접착제를 통하지 않고 금속 피막을 도금 등에 의해 형성하는 통칭 "2층형"으로 불리는 플렉시블 회로용 기판이 있다. 이들 중, 후자인 2층형 쪽이 회로의 배선 피치의 미세화의 진행에 따라 보다 주목받고 있다.
이들 플렉시블 회로용 기판에 관한 현상황은 이하와 같이 되어 있다. 3층형 프린트 회로용 기판은 접착제에 에폭시계 수지 또는 아크릴계 수지가 사용되고 있기 때문에 그것에 함유되는 불순물 이온에 의해 전기 특성이 열화된다는 결점을 갖고 있고, 또한, 접착제의 내열 온도가 고작 100℃~150℃이기 때문에 베이스 필름 재질로서 폴리이미드를 사용했다고 해도 그 고내열성(300℃ 이상)이 충분히 살려지지 않으므로 고온 실장을 필요로 하는 IC 칩에의 와이어 본딩 등에 있어서는 가열 온도의 스페시피케이션(specification) 다운이 부득이하게 되어 있다. 또한, 3층형 프린트 회로용 기판에서는 동박의 일반적인 막 두께가 18㎛ 또는 35㎛이기 때문에 80㎛ 피치(동배선 40㎛, 갭 40㎛) 이하의 패터닝을 행하는데에는 동이 너무 두꺼워서 에칭율이 현저하게 저하되고, 동박의 표면측의 회로폭과 접착제면측의 회로폭이 현저하게 다르거나 또는 에칭에 의해 전체가 현저하게 가늘어져 목표로 하는 회로 패턴이 얻어지지 않는다는 결점도 있다.
최근, 상기와 같은 3층형에 있어서의 문제점을 해결하기 위해서 웹 상에 접착제를 통하지 않고 각종 증착법, 예를 들면, 진공 증착법, 스퍼터링법 또는 각종 이온 플레이팅법 등의 PVD법, 금속을 함유하는 약품을 기화해서 증착시키는 소위 CVD법 등에 의해 우선 웹 표면에 각종 금속을 증착한 후에, 또는 무전해 도금법에 의해 각종 금속을 도금한 후에 전해 동도금함으로써 얻어지는 통칭 "2층형"의 기판이 제안되어 있다. 이 2층형 기판은 전해 동도금에 의해 동막 두께를 자유롭게 변 화시킬 수 있고, 예를 들면, 8㎛의 동막 두께이면 40㎛ 피치의 회로 패턴을 간단하게 작성할 수 있게 되고, 또한, 각종 웹의 내열 온도를 그대로 반영할 수 있다는 특징을 갖는다.
이상과 같은 상황으로부터 도금 피막을 갖는 필름의 수요가 높아지고 있다. 그러나, 종래의 방법에서는 상술한 바와 같이, 급전롤에 웹 도전면을 접촉시켜 반송시키기 때문에 매우 델리케이트(delicate)한 웹 도전면에 찰과상이나 이것에 따른 버(burr)상의 돌기 등이 발생되는 경우가 있다. 또한, 급전롤은 웹 전체폭에 접촉시키기 때문에 웹 폭이 넓어지면 급전롤 전체 길이가 그 만큼 길어지고, 강도를 유지하기 위해서 롤 직경을 크게 하지 않을 수 없어 급전 장치 자체의 크기가 커져 버리는 과제도 있다.
최근, 회로 패턴의 미세화가 진전되고 있고, 이것에 따라 도금 피막에 요구되는 표면 품위도 엄중해지고 있다. 그 때문에 미소한 찰과상이나 돌기가 발생되지 않는 프로세스의 개발이 예의 진행되고 있다.
특허 문헌 2에는 웹의 단부를 급전 클립에 의해 끼워서 잡고, 그 상태에서 도금액을 통과시켜서 웹에 도금을 실시하는 클립 방식으로 불리는 도금 프로세스가 제안되어 있고, 이 방법에 의하면 제품화되지 않은 웹 단부만을 파지하므로 제품에는 미소 손상 등을 발생시키지 않고, 양호한 표면 품위를 얻을 수 있다. 그러나, 급전 클립을 반송하기 위한 대규모의 반송 시스템이나 급전 클립에 석출된 도금 피막을 제거하는 해(解)도금 공정 등 대규모의 부대 설비가 필요로 된다. 또한, 도금액 중에 부유하는 이물은 까칠까칠하다고 불리는 도금 결점의 원인이 되기 때문에 도금액 안은 높은 클린도가 요구되지만 그 도금액의 상부에 여러가지 가동부가 배치되기 때문에 마모분 등의 이물에 의해 도금액이 오염되기 쉬운 상황이다. 또한, 급전 클립에 의해 파지된 부분에는 도금되지 않고, 그 부분만큼 도전막의 막 두께가 얇아지기 때문에 저항값이 커지고, 대전류를 투입했을 때에 줄(joule)열에 의해 주위가 변색·변질된다는 등의 문제가 발생된다.
특허 문헌 3에는 웹의 단부에 판 스프링상의 급전 전극을 밀착해서 급전하여 웹에 도금을 실시하는 방법이 제안되어 있고, 이 방법도 마찬가지로 제품부에 있어서는 손상 등이 적은 양호한 표면 품위가 얻어진다. 그러나, 급전 전극이 상시 찰과 상태이기 때문에 전극이 마모됨과 동시에 마모분에 의해 도금액이나 주위의 기기가 오염되게 된다. 또한, 전극에 의해 항상 브레이크가 걸린 상태가 되기 때문에 웹의 폭 방향으로 장력 분포가 발생되게 되어 안정 반송의 관점에서 큰 장해가 될 수 있다.
특허 문헌 4에는 롤상의 급전 전극을 사용한 일반적인 종형 도금 장치가 예시되어 있고, 급전롤 형상의 하나의 종류로서 양단부만이 웹과 접하도록 중앙부의 롤 외경을 작게 한 소위 덤벨 형상의 급전 전극이 제안되어 있다. 이 방법에 의하면 롤이 접촉되지 않는 웹 중앙부에 대해서는 찰과상 등의 표면 결점이 적은 제품을 제조할 수 있다. 그러나, 롤의 각속도가 양단부에서 각각 동일하게 되기 때문에 웹과 접촉하는 양단부의 외경이 조금이라도 일치되어 있지 않으면 양단부에서 주속차를 발생시키게 되기 때문에 매우 높은 가공 정밀도가 요구된다. 또한, 만일 어긋나 버린 경우에는 어느 한 쪽이 미끄러지면서 접촉되기 때문에 전극의 마모나 폭 방향으로 장력 분포가 발생된다는 등의 문제가 발생된다.
특허 문헌 5에는 부직포의 벌키성 등의 특성을 손상시키지 않고 도금하기 위해서 웹 중앙부를 접촉시키지 않고, 웹 상단부만을 도금욕으로부터 노출시켜서 그 노출부에 띠상 전극을 밀착시켜서 급전하는 방법이 제안되어 있다. 이 방법도 마찬가지로 중앙부는 찰과상이나 타흔이 발생되지 않는 고품위의 도금막이 얻어진다. 그러나, 이 방법에 의하면 웹 상단은 상시 도금되지 않기 때문에 막 두께가 매우 얇고, 저항이 크기 때문에 대전류 투입시에 줄열에 의한 막의 변색·변질이 발생된다. 또한, 두께 방향으로 탄력성이 부족한 플라스틱 필름 등의 웹에 있어서는 가이드 롤에 의해 웹과 띠상 전극을 끼워 넣어 닙력(nip force)에 의해 밀착시키려고 해도 가이드 롤 부분밖에 밀착력이 발생되지 않기 때문에 닙한 개소 이외의 전극과 웹의 접촉 저항이 커진다. 이 때문에 대전류 투입시에 열에 의한 문제를 발생시키는 경우가 있다.
특허 문헌 6에는 반송 롤러 상에 있어서 폭이 작은 회전체를 밀착시키는 반송 방법이 제안되어 있고, 회전체는 급전 전극을 겸할 수 있게 되어 있다. 이 방법을 이용해서 회전체를 급전 전극으로 해서 웹 단부에 설치함으로써 반송 롤러에 달라붙어 있는 면의 반대면은 손상이 적은 제품을 제조할 수 있다. 그러나, 본 발명자들의 지견에 의하면 이 방식에서는 반송 롤러의 재질을 부드러운 재질로 하면 전극 에지에 의해 웹에 접힘 주름을 발생시켜 버리기 때문에 딱딱한 재질의 롤러를 사용할 필요가 있고, 그 때문에 반송 롤러에 달라붙은 면은 손상 문제가 해소되지 않는 경우가 있다.
특허 문헌 1: 일본 특허공개 평7-22473호 공보
특허 문헌 2: 일본 특허 공표 2005-507463호 공보
특허 문헌 3: 일본 특허 공개 2005-248269호 공보
특허 문헌 4: 일본 특허 공개 2003-321796호 공보
특허 문헌 5: 일본 특허 공개 평8-209383호 공보
특허 문헌 6: 일본 특허 공개 2004-263215호 공보
본 발명의 목적은 상기와 같은 과제를 해소하고, 도금 피막 표면에 미소 결함을 발생시키지 않는 전해 도금 장치를 제공하는 것에 있다.
상기 목적을 달성하기 위해서 본 발명의 전해 도금 장치는 이하의 구성으로 이루어진다.
즉, 본 발명에 의하면 적어도 한쪽의 표면에 도전면을 갖는 웹을 연속적으로 반송하면서 도금 처리조 내에서 전해 도금을 실시하는 전해 도금 방법으로서, 상기 웹의 폭 방향 편측 단부 또는 양측 단부에 상기 웹을 대향하도록 적어도 2개의 회전체에 의해 상기 웹을 협지하고, 상기 회전체 중 적어도 1개를 급전 전극으로서 사용해서 상기 웹에 대해서 급전을 실시하고, 상기 전극을 상기 웹의 폭 방향 단부로부터 0.5㎜ 이상 20㎜ 이하의 영역에만 폭 방향 접촉폭 1㎜당 0.5N 이상 100N 이하의 접촉압으로 압접하고, 상기 회전체를 상기 웹의 반송 속도와 대략 동일한 속도로 회전시키는 급전 방법이 제공된다.
또한, 본 발명의 바람직한 형태에 의하면 표면에 도전성을 부여한 웹을 연속적으로 반송하면서 도금 처리조 내에서 전해 도금을 실시하는 전해 도금 방법으로서, 상기 웹의 폭 방향 편측 단부 또는 양측 단부에 상기 웹을 대향하도록 적어도 2개의 회전체에 의해 상기 웹을 협지하고, 상기 회전체 중 적어도 1개를 급전 전극으로서 사용해서 상기 웹에 대해서 급전을 실시하고, 상기 전극을 상기 웹의 폭 방향 단부로부터 0.5㎜ 이상 20㎜ 이하의 영역에만 폭 방향 접촉폭 1㎜당 2N 이상 100N 이하의 접촉압으로 압접하고, 상기 회전체를 상기 웹의 반송 속도와 대략 동일한 속도로 회전시키는 급전 방법이 제공된다.
또한, 본 발명의 바람직한 형태에 의하면 상기 전극으로서 상기 도금 처리조 외측에 배치된 것만을 사용하고, 상기 도금 처리조의 반송 방향 상류 및/또는 하류에서만 상기 웹의 도금 대상 부위에 있어서 급전하는 급전 방법이 제공된다.
또한, 본 발명의 바람직한 형태에 의하면 상기 웹의 폭 방향은 연직 방향을 따르도록 향하게 해서 길이 방향으로 반송하는 급전 방법이 제공된다.
또한, 본 발명의 바람직한 형태에 의하면 상기 급전 전극과 함께 웹을 협지하는 수용측 회전체로서 그 수용측 회전체의 표층부에 탄성체를 갖는 것을 사용하는 급전 방법이 제공된다.
또한, 본 발명의 바람직한 형태에 의하면 상기 급전 전극으로서 표층부에 도전층을 구비하고, 그 도전층의 내측에 탄성체층을 갖는 것을 사용하는 급전 방법이 제공된다.
또한, 본 발명의 바람직한 형태에 의하면 상기 수용측 회전체의 웹과의 폭 방향 접촉폭은 상기 급전 전극의 웹과의 폭 방향 접촉폭보다 1㎜ 이상 15㎜ 이하만큼 넓은 급전 방법이 제공된다.
또한, 본 발명의 바람직한 형태에 의하면 상기 수용측 회전체의 웹과의 폭 방향 접촉폭은 상기 급전 전극의 웹과의 폭 방향 접촉폭보다 좁은 급전 방법이 제공된다.
또한, 본 발명의 바람직한 형태에 의하면 상기 급전 전극은 상기 도전면에 접촉하는 접촉 면적이 하기 수식을 만족시키도록 접촉압을 부여하는 급전 방법이 제공된다.
Figure 112008060379388-PCT00001
A: 급전 전극과 상기 도전면의 접촉 면적[㎟]
I: 급전 전극으로의 투입 전류값[A]
R: 급전 전극과 상기 도전면의 접촉 저항값[Ω]
t: 급전 전극과 상기 도전면의 접촉 부분의 상기 도전면의 도전층 두께[㎜]
Q: 한계 열량 계수[W/㎣]=5.5×103
또한, 본 발명의 다른 형태에 의하면 적어도 한쪽의 표면에 도전면을 갖는 웹을 연속적으로 반송하면서 도금 처리조 내에서 전해 도금을 실시하는 전해 도금 장치로서, 상기 도전면의 폭 방향 편측 단부에 압접 가능하도록 웹을 사이에 두고 대향해서 배치된 적어도 2개의 회전체를 갖고, 상기 회전체 중 적어도 1개가 급전 전극을 구성하는 것이며, 상기 회전체가 상기 웹의 반송 속도와 대략 동일한 속도로 회전 가능한 웹의 연속 전해 도금 장치가 제공된다.
또한, 본 발명의 바람직한 형태에 의하면 상기 전극은 상기 도금 처리조 외측에만 배치된 웹의 연속 전해 도금 장치가 제공된다.
또한, 본 발명의 바람직한 형태에 의하면 웹의 폭 방향은 연직 방향을 따르도록 향하게 해서 길이 방향으로 반송하는 반송 수단을 갖고, 상기 급전 전극은 상기 웹의 상단부에만 압접하도록 배치된 웹의 연속 전해 도금 장치가 제공된다.
또한, 본 발명의 바람직한 형태에 의하면 적어도 한쪽의 표면에 도전면을 갖는 웹을 연속적으로 반송하면서 도금 처리조 내에서 전해 도금을 실시하는 전해 도금 장치로서, 상기 웹의 도전면의 폭 방향 양측 단부에 압접 가능하도록 웹을 사이에 두고 대향해서 배치된 적어도 2개의 회전체를 갖고, 상기 회전체 중 적어도 1개가 급전 전극을 구성하는 것이며, 상기 회전체가 상기 웹의 반송 속도와 대략 동일한 속도로 회전 가능한 웹의 연속 전해 도금 장치가 제공된다.
또한, 본 발명의 바람직한 형태에 의하면 상기 급전 전극과 함께 웹을 협지하는 수용측 회전체는 그 수용측 회전체의 최표층에 탄성체를 갖는 웹의 연속 전해 도금 장치가 제공된다.
또한, 본 발명의 바람직한 형태에 의하면 상기 급전 전극은 표층부에 도전층을 구비하고, 그 도전층의 내측에 탄성체층을 갖는 웹의 연속 전해 도금 장치가 제공된다.
또한, 본 발명의 바람직한 형태에 의하면 상기 수용측 회전체의 웹과의 폭 방향 접촉폭은 상기 급전 전극의 웹과의 폭 방향 접촉폭보다 1㎜ 이상 15㎜ 이하만큼 넓은 웹의 연속 전해 도금 장치가 제공된다.
또한, 본 발명의 바람직한 형태에 의하면 상기 수용측 회전체의 웹과의 폭 방향 접촉폭은 상기 급전 전극의 웹과의 폭 방향 접촉폭보다 좁은 웹의 연속 전해 도금 장치가 제공된다.
또한, 본 발명의 바람직한 형태에 의하면 상기 도금 처리조를 복수 배치하고, 상기 각 도금 처리조의 반송 방향 상류 및/또는 하류의 상기 도금 처리조 외측에 상기 급전 전극을 배치하고, 이들에 연속적으로 웹을 투입함으로써 소망의 도금막 두께를 얻는 다단식 연속 전해 도금 장치로서, 상기 각 도금 처리조에 있어서 하기 수식을 만족시키도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 다단식 연속 전해 도금 장치가 제공된다.
Figure 112008060379388-PCT00002
X: 상기 급전 전극의 상기 웹과 접하는 회전체의 회전 중심과 가장 가까운 도금 처리조 출입구까지의 웹 반송 방향의 거리[㎜]
B: 급전부의 반송 방향 길이「㎜」
I: 전류 밀도[A/d㎡]
W: 상기 도전면의 폭[㎜]
L: 도금 처리조의 반송 방향 길이[㎜]
ρ: 투입하는 도전막을 갖는 필름의 도전막 표면 저항률[Ω/□]
t: 급전 전극과 상기 도전면이 접촉하는 폭 방향 접촉폭[㎜]
N: 급전 전극 계수(양단에 배치하는 경우에는 2, 편측에만 배치하는 경우에는 1)
또한, 본 발명의 다른 형태에 의하면 상기 웹으로서 플라스틱 필름을 사용하고, 제조 공정의 적어도 일부에 상기 급전 방법 또는 상기 연속 전해 도금 장치를 사용하는 도금막을 갖는 플라스틱 필름의 제조 방법이 제공된다.
본 발명에 있어서 「도전성」은 표면 저항률 100Ω/□ 이하이면 「도전성을 갖는다」는 것으로 한다.
「도전면」이란, 웹의 표면 중, 도전성을 갖는 면을 말한다. 편면만이 도전면이어도 좋고, 양면이 도전면이어도 좋다.
「반송 수단」이란, 적어도 웹을 주행시키는 힘을 부여하는 기구와 웹을 안내하는 기구로 이루어진다. 예를 들면, 반송롤군이나 벨트 컨베이어가 「반송 수단」에 적합하다.
「회전체가 웹의 반송 속도와 대략 동일한 속도로 회전한다」란, 회전체의 주속과 웹의 반송 속도의 속도차가 ±10% 이하로 회전하는 것을 말한다. 또한, 속도차는 보다 작은 쪽이 좋고, ±5% 이하로 회전하는 것이 바람직하다. 더욱 바람직하게는 속도차를 ±1% 이하로 회전시키는 것이 바람직하다. 회전체가 웹에 종동 회전해서 대략 동일한 속도로 회전해도 좋고, 적극적으로 회전체를 구동시켜서 웹 반송 속도와 동기시켜도 좋다.
「도금 대상 부위」란, 도금 처리조에 있어서의 도금이 행해지는 부위를 말한다.
「표면 저항률」이란, 단위 면적당의 저항값을 말한다. 측정 방법은 JIS K7194-1994에 준거해서 4탐침법에 의해 행하고, 두께의 항을 무시함으로써 표면 저항률이 구해진다. 단위는 「Ω」이 되지만 여기에서는 저항값 「Ω」와 명확하게 구별하기 위해서 표면 저항률의 단위로서 일반적으로 사용되고 있는 「Ω/□」(옴 퍼 스퀘어)를 사용한다.
또한, 본 발명에 있어서 수용측 회전체의 웹과의 접촉 폭 방향 폭이 급전 전극의 웹과의 접촉 폭 방향 폭보다 1㎜ 이상 15㎜ 이하만큼 넓은 경우에는 급전 전극과 필름 도전면의 접촉 저항을 감소시킬 수 있으므로 바람직하다. 또한, 수용측 회전체의 표층부가 탄성체인 경우, 변형 등에 의해 급전 전극이 수용측 회전체에 박히는 형상으로 되어 웹에 접힘 주름이 발생되는 경우가 있지만 이 부분은 최종적으로 잘라내어져 제품으로는 되지 않기 때문에 문제 없다.
또한, 본 발명에 있어서 수용측 회전체의 웹과의 접촉 폭 방향 폭이 급전 전극의 웹과의 접촉 폭 방향 폭보다 좁은 경우에는 강한 가압을 부여하여 수용측 회전체의 변형이 커져도 접촉폭 방향으로의 확대가 급전 전극 접촉폭 이상으로 커지는 경우는 없고, 그 때문에 웹에 접힘 주름 등을 발생시키는 경우가 없기 때문에 바람직하다. 수용측 회전체의 웹과의 접촉 폭 방향 폭은 급전 전극의 웹과의 접촉 폭 방향 폭보다 0.5㎜ 이상 5㎜ 이하만큼 좁은 경우가 바람직하다.
(발명의 효과)
본 발명에 의하면 급전 전극이 되는 금속체를 웹의 제품면에 접촉시키지 않고 웹 도전면으로의 도금 처리가 가능하게 되고, 찰과상이나 이것에 따른 미소 돌기의 발생을 억제하여 표면 결점이 적은 고품위의 도금막을 형성하는 것이 가능하게 된다. 또한, 0.5N/㎜ 이상의 선압으로 닙하면 급전 전극과 웹 도전면의 접촉 저항이 작게 억제되기 때문에 급전 전극 근방에서의 발열에 의한 막의 변색이나 변질을 억제할 수 있다. 또한, 급전 전극이 회전체이므로 웹의 주행을 저해하는 힘의 발생이 억제되어 안정 반송이 가능하며, 또한, 마모분 등의 오염물을 발생시키는 것도 억제할 수 있다.
또한, 급전 전극 자체의 크기를 작게 할 수 있기 때문에 급전 장치 자체의 크기를 컴팩트하게 하는 것이 가능하게 된다. 이것은 동일한 장치 전체 길이로도 도금 처리조를 보다 길게 취하는 것에 연결되어 생산성 향상 및 장치 비용 다운에 기여한다.
또한, 본 발명에 따른 바람직한 형태에 의하면 도금 처리조 외측에만 급전 전극을 설치함으로써 급전 전극 자체에의 도금 금속의 석출이 억제되기 때문에 급전 성능이 안정됨과 아울러 해도금 공정 등의 부대 공정이 불필요하게 되어 장치 비용 다운에 기여한다. 또한, 급전 전극이 접촉되는 영역에도 도금 처리가 실시됨으로써 급전 전극 접촉부의 막 저항에 기인하는 발열도 억제할 수 있다.
또한, 종래는 동일한 전류 밀도로 도금 처리하는 경우라도 웹 도전막의 막 저항이 큰 경우에는 보다 큰 전압이 필요했지만 본 발명에 따른 바람직한 형태에 있어서는 급전 전극의 회전 중심으로부터 도금 처리조 입구까지의 거리를 최적화함으로써 작은 전압으로 도금 처리가 가능하여 소비 전력을 억제할 수 있다.
또한, 본 발명은 유연한 웹인 플라스틱 필름을 안정적으로 반송하는 것이 가능하기 때문에 도금막을 갖는 플라스틱 필름의 제조에 바람직한 것이다. 또한, 비교적 부드러워 손상이 발생되기 쉬운 동을 도금하는 경우에 있어서는 특히 바람직하며, 높은 표면 품위가 요구되는 플렉시블 회로용 기판의 제조에는 본 발명의 표면 결점 억제 효과 및 웹의 반송 안정성의 효과가 가장 얻어지게 된다.
도 1A는 본 실시형태에 의한 웹의 연속 전해 도금 장치의 일례의 개략 평면도이다.
도 1B는 급전부의 일례의 전극 근방을 확대한 개략 사시도이다.
도 1C는 급전 전극의 일례의 구조를 나타낸 개략 단면도이다.
도 1D는 급전 전극의 일례의 구조를 나타낸 개략 단면도이다.
도 2는 가압과 접촉 저항의 관계의 일례를 나타낸 그래프이다.
도 3은 급전 전극과 필름 도전면의 접촉 저항 측정 방법을 나타내는 개념도이다.
도 4는 가압과 접촉 저항의 관계를 나타낸 그래프이다.
도 5는 통전 길이를 바꾸었을 때의 저항값을 측정한 측정 방법을 나타내는 개념도이다.
도 6은 통전 길이와 저항값의 관계를 나타내는 그래프이다.
도 7은 비교예에서 사용한 롤상 전극과 필름 도전면의 접촉 저항 측정 방법을 나타내는 개념도이다.
도 8은 비교예에서 사용한 롤상 전극에 있어서 통전 길이를 바꾸었을 때의 저항값을 측정한 측정 방법을 나타내는 개념도이다.
도 9는 가압과 접촉 저항의 관계를 나타낸 그래프이다.
(도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명)
11: 도전막을 갖는 필름 111: 플라스틱 필름
112: 도전막 12: 권출부
13: 전처리 세정부 14: 급전부
141: 급전 전극 142: 수용측 회전체
143: 가압 부여 수단 144: 급전 단자
145: 탄성체 146: 도전성의 두께가 얇은 원통 도전층
147: 전극 401: 베어링 케이스
1402: 브래킷 1403: 슬라이드 가이드
1404: 베어링 15: 도금 처리조
151: 양극 152: 시일 유닛
16: 도금 처리부 17: 후처리부
18: 권취부 31: 직류 전원
32: 전압계
이하, 본 발명의 일실시형태의 예를 플렉시블 회로 기판용 편면 동도금막을 갖는 플라스틱 필름의 제조에 적용한 경우를 예로 들어 도면을 참조하면서 설명한다.
도 1A는 본 실시형태에 의한 웹의 연속 전해 도금 장치의 일례의 개략 평면 도이다. 긴 필름을 권출해서 도금 처리하고, 제품 롤로서 권취하는 다단식 연속 전해 도금 장치이다. 주된 공정은 플라스틱 필름(111)의 편면에 미리 스퍼터링법 등에 의해 매우 얇은 동합금으로 이루어지는 도전막(112)을 형성한 편면 도전막을 갖는 필름(11)을 권취한 롤상체로부터 권출하는 권출부(12), 권출한 도전막을 갖는 필름(11)의 도전막(112)에 탈지나 세정 등을 실시하는 전처리 세정부(13), 도전막(112)에 접촉해서 급전을 행하는 급전부(14)와 도금 처리조(15)를 구비한 도금 처리부(16), 도금 피막의 산화 방지를 위한 방청이나 세정, 건조를 행하는 후처리부(17), 가공을 끝낸 필름을 권취하는 권취부(18)로 되어 있다. 또한, 도금 전의 도전막(112)이 청정한 상태이면 전처리 세정부(13)는 생략해도 상관없고, 필요에 따라 후처리부(17)는 생략해도 상관없다.
도금 처리부(16)에 있어서 급전부(14)에 의해 도전막(112)에 접하는 급전 전극(141)과 플라스틱 필름(111)에 접하는 수용측 회전체(142)에 의해 도전막을 갖는 필름(11)이 닙되고, 도전막(112)에 급전 전극(141)으로부터 급전됨으로써 도금 처리조(15)에 의해 도금욕에 침지된 도전막(112)이 음극이 되고, 양극(151)과의 사이에서 전기 도금 회로가 형성되어 도금 처리된다. 도금 처리조(15)의 출입구에는 필름이 통과하기 위한 슬릿이 설치되어 있고, 이 슬릿으로부터의 도금액의 누출을 억제해서 도금 처리조(15)에 도금액을 유지하기 위한 시일 유닛(152)이 설치되어 있다. 시일 유닛(152)은 2개의 예를 들면, 고무 롤러 등의 탄성 롤러에 의해 필름을 끼워 넣고 시일하는 유닛이나 2장의 판의 간극을 컨트롤해서 액 누설량을 제어하는 유닛이 바람직하게 이용된다.
투입되는 도전막을 갖는 필름(11)의 플라스틱 필름(111)의 두께는 5㎛~80㎛인 것이 바람직하게 이용된다. 재질로서는 폴리에스테르 수지나 폴리이미드 수지가 바람직하게 이용되고, 특히 반도체 패키지 용도 등의 내열성이 요구되는 제품에 대해서는 폴리이미드 필름을 사용하는 것이 바람직하다. 도전막(112)을 형성하는 방법으로서는 도전막을 접착제에 의해 필름에 부착하는 방법이나 스퍼터법, 증착법 등의 방법에 의해 필름에 직접 제막하는 방법 등 여러가지 방법을 적용할 수 있지만 접착제를 이용해서 부착하는 방법에서는 필름의 내열 온도보다 접착제의 내열 온도 쪽이 낮은 경우가 많고, 내열성의 관점에서 도전막을 필름에 직접 제막하는 방법이 바람직하고, 제조 비용의 관점에서 스퍼터법에 의해 제막하는 것이 보다 바람직하다. 도전막(112)의 막 두께는 0.02㎛~0.5㎛ 제막한 것이 바람직하게 이용되고, 막의 전기 저항이 크기 때문에 발생되는 로스를 적게 억제하기 위해서 0.08㎛ 이상으로 하고, 또한, 생산성의 관점에서 0.25㎛ 이하로 하는 것이 보다 바람직하다.
급전부(14)의 일례에 대해서 전극 근방을 확대한 개략도를 도 1B에 나타낸다. 도전막을 갖는 필름(11)을 사이에 두고 대향하도록 회전 가능하게 지지된 급전 전극(141) 및 수용측 회전체(142)를 배치하고, 가압 부여 수단(143)에 의해 가압을 부여하고, 급전 단자(144)로부터 급전 전극(141)에 전류를 투입한다. 가압 부여 수단(143)은 예를 들면, 스프링이나 에어 실린더를 사용할 수 있다. 또한, 전극은 필름 양단부에 설치해도 좋고, 편측 단부에만 설치해도 좋다. 가압과 접촉에 의한 전기 저항의 관계의 일례를 도 2에 나타낸다. 접촉 저항이 크면 전극과 도전면의 접 촉부에서 줄열이 발생되기 때문에 도전막이 열에 의해 변색되거나 변질되는 문제를 발생시키므로 전극과 도전면의 접촉폭(t)에 대해서 1㎜당 2N 이상의 가압을 부여하는 것이 바람직하고, 더욱 안정적으로 접촉시키기 위해서 접촉폭 1㎜당 5N 이상, 또한, 접촉폭 1㎜당 8N 이상의 가압을 부여하는 것이 보다 바람직하다. 또한, 접촉폭 1㎜당 100N을 초과하는 큰 가압을 부여해도 접촉 저항값은 크게 감소되는 일 없이 큰 가압에 견디기 때문에 구조가 복잡화되거나 대형화되는 디메리트 쪽이 크므로 가압 상한은 100N 이하로 하는 것이 바람직하다. 가압은 예를 들면, 스프링에 의해 가압을 부여하는 경우에는 스프링 정수와 변위량의 곱으로 구해지고, 에어 실린더에 의해 가압을 부여하는 경우에는 에어 실린더 수압 면적과 에어 압력으로부터 구해진다. 또한, 필름 단부로부터 급전 전극 내측 에지까지의 거리(H)는 가능한 한 찰과상 등이 없는 영역을 넓게 확보하기 위해서 20㎜ 이하로 하는 것이 바람직하고, 급전 전극과 필름 도전면의 접촉 영역을 확보하면서 가능한 한 접촉되지 않는 영역을 크게 취하기 위해서 5㎜~12㎜로 하는 것이 보다 바람직하다.
급전 전극(141) 및 수용측 회전체(142)는 회전 가능하게 지지되어 있고, 필름의 반송에 따라 종동 회전 가능하게 되어 있지만 어느 한 쪽의 회전체 또는 양쪽의 회전체에 적극적으로 토크를 부여해서 구동해도 좋다. 필름의 양단부에 전극을 설치할 때에는 각각의 전극은 독립적으로 회전되는 것이 좋다. 특허 문헌 4에 개시된 덤벨 형상의 전극과 같이 양단이 기계적으로 결합되어 회전되면 미묘한 속도차가 발생되기 쉽다는 경향이 있다.
급전 전극(141)의 재질은 동이나 티탄 등의 도전성이 좋은 금속 재료를 사용 하는 것이 바람직하고, 필름이 도금 처리조의 도금액을 반입해 오는 경우도 있으므로 도전성이 좋고, 또한, 내식성이 있는 재료를 사용하는 것이 보다 바람직하다. 급전 전극(141)의 구조의 일례를 도 1C 및 도 1D에 개략 단면도에 의해 나타낸다. 도 1C와 같이 소정의 재질로 단층의 전극으로 해도 좋고, 전극 표면에 예를 들면, 백금 도금 등의 표면 처리를 실시해서 사용해도 좋다. 전극의 크기는 가능한 한 작은 쪽이 장치를 작게 할 수 있기 때문에 바람직하다. 도 1D에 나타내는 바와 같이, 예를 들면, 고무 등과 같은 탄성체(145)의 표층부에 예를 들면, 니켈이나 티탄과 같은 금속을 두께 0.02㎜ 이상 1㎜ 이하의 원통상으로 한 도전성의 두께가 얇은 원통 도전층(146)을 끼워 넣고, 이것에 전극(147)을 접촉시켜서 급전하는 구조로 함으로써 탄성체(145)가 가압에 의해 변형되고, 이것에 따라 도전성의 두께가 얇은 원통 도전층(146)도 변형되고, 필름 도전면에의 접촉 면적을 크게 취할 수 있으므로 보다 바람직하다.
또한, 수용측 회전체의 최표층에 탄성체를 형성함으로써도 동일한 효과가 얻어지므로 바람직하다. 금속제 회전체끼리를 접촉폭 1㎜당 2N의 가압으로 닙했을 때와 동등한 접촉 저항을 얻기 위해서는 탄성체를 사용한 회전체의 경우에서는 접촉폭 1㎜당 0.5N 이상의 가압을 부여하면 충분하다. 이것은 탄성체를 사용한 회전체 쪽이 작은 힘으로 크게 변형될 수 있으므로 접촉 면적을 크게 취할 수 있기 때문이다. 금속제 회전체끼리를 강한 힘으로 닙해도 접촉 면적은 그다지 증가하지 않는다. 이 경우의 접촉 면적은 매우 작아지지만 그 작은 접촉면에 모든 전류가 흐르려고 하기 때문에 접촉부의 단위 면적당의 줄열은 매우 커진다. 예를 들면, 동일한 전류값을 투입할 때 면의 접촉 저항값이 동일한 경우, 접촉 면적이 2배가 되면 단위 면적당의 줄열은 1/2이 되고, 그 만큼 온도 상승이 억제되게 된다. 이 점에서 탄성체의 휘어짐을 이용해서 접촉 면적을 보다 크게 하는 것은 열적 트러블의 방지에 연결되기 때문에 특히 대전류를 투입하는 도금에 바람직하다. 발명자들이 실험에서 얻은 지견에 의하면 접촉 면적은 식 3의 범위 내가 되도록 닙압을 부여하면 기재가 소손될수록 발열되는 일 없이 급전할 수 있기 때문에 바람직하고, 보다 바람직하게는 식 4의 범위 내가 되도록 닙압을 부여하면 열수(熱收) 주름이나 건조 불균일 등을 발생시키지 않고 급전이 가능하게 된다. 또한, 식 3 및 식 4 중의 Q: 한계 열량 계수에 대해서는 발명자들이 실시한 실험으로부터 구한 계수이며, 소정의 막 두께의 도전막을 형성한 기재에 소정의 접촉 면적의 전극을 접속해서 전류를 투입하고, 열수 주름이나 소손 등의 열적 문제가 발생될 때의 전극 접촉부의 단위 면적당의 줄열에 의한 발열량을 구하고, 그것을 도전막 두께로 나눈 수치에 안전율을 곱한 것이다.
Figure 112008060379388-PCT00003
A: 급전 전극과 웹 도전면의 접촉 면적[㎟]
I: 급전 전극으로의 투입 전류값[A]
R: 급전 전극과 웹 도전면의 접촉 저항값[Ω]
t: 급전 전극과 웹 도전면의 접촉 부분의 도전막 두께[㎜]
Q1: 한계 열량 계수[W/㎣]=5.5×103
Figure 112008060379388-PCT00004
A: 급전 전극과 웹 도전면의 접촉 면적[㎟]
I: 급전 전극으로의 투입 전류값[A]
R: 급전 전극과 웹 도전면의 접촉 저항값[Ω]
t: 급전 전극과 웹 도전면의 접촉 부분의 도전막 두께[㎜]
Q2: 한계 열량 계수[W/㎣]=0.7×103
탄성체의 재질로서는 니트릴 고무나 불소 고무 등의 고무나 폴리에스테르 등의 수지가 바람직하게 이용되고, 내약품성이 우수한 불소 고무가 특히 바람직하다. 탄성체의 고무 경도로서는 JIS-A 경도로 40°이상 90°이하가 바람직하다. 탄성체층 두께는 무엇이든지 좋지만 경도가 너무 부드러워 휘는 것을 방지하기 위해서 접촉폭보다 두께를 작게 하는 것이 바람직하다.
급전 단자(144)는 회전 가능하며, 또한, 전기적으로 접속되어 있을 필요가 있고, 금속 전극을 급전 단자에 접촉시키는 구조나 슬립링(slip ring)이나 로터리 커넥터 등의 접속 단자가 바람직하게 이용된다.
수용측 회전체(142)의 재질은 스테인레스 등 무엇이든지 상관없지만 필름이 반입된 도금액에 접촉될 가능성이 있으므로 내식성을 갖는 재료를 사용하는 것이 바람직하다. 구조는 단층 구조라도 다층 구조라도 좋지만 표층에 고무 등의 탄성체 를 구비한 다층 구조인 것이 필름 도전면과 급전 전극의 접촉 면적을 크게 취할 수 있기 때문에 바람직하다.
급전 전극의 필름 도전면과 접촉하는 면의 표면 조도는 JIS B0601-2001에 규정된 산술 평균 거칠기로 Ra=0.1㎛~50㎛로 하는 것이 바람직하다. 요철이 큰 표면, 즉, 산술 평균 거칠기가 큰 표면은 그 표면적이 커지므로 접촉 면적 증대에 기여하지만 너무 크면 필름 도전면이 접촉면의 요철에 밀착될 수 없어 진실 접촉 면적은 작아진다. 적당한 가압으로 접촉 면적을 확보하기 위해서 Ra=0.8~6.3㎛로 하는 것이 보다 바람직하다.
도 1A로 되돌아온다. 도 1A에서는 급전부(14)는 도금 처리조(15) 앞에만 설치하고 있지만 도금 처리조(15) 뒤에만 또는 전후에 설치해도 좋고, 도금 처리조(15)의 내부에 설치해도 좋지만 도금 처리조(15)의 내부에 설치하는 경우에는 급전 전극(141) 자체에 도금 금속이 석출되기 때문에 해도금 수단이 필요로 되어 장치가 복잡해지기 때문에 도금 처리조 외측에 설치하는 것이 바람직하다.
투입하는 도전막을 갖는 필름(11)의 도전막(112)의 표면 저항률이 0.1Ω/□ 이상인 경우, 급전 전극으로부터 도금 처리조 입구까지의 거리(X)가 길수록 소정 전류를 흘리기 위해서 요하는 전압이 크게 되고, 전력 로스가 크게 되어 버린다. 이 때문에 급전 전극으로부터 도금 처리조 입구까지의 거리(X)는 식 5를 만족시키도록 하는 것이 바람직하다.
Figure 112008060379388-PCT00005
X: 상기 급전 전극의 상기 웹과 접하는 회전체의 회전 중심과 가장 가까운 도금 처리조 출입구까지의 웹 반송 방향의 거리[㎜]
B: 급전 전극의 반송 방향 길이「㎜」
I: 전류 밀도[A/d㎡]
W: 웹 도전면의 폭[㎜]
L: 도금 처리조 길이[㎜]
ρ: 투입하는 도전막을 갖는 필름의 도전막 표면 저항률[Ω/□]
t: 급전 전극과 웹 도전면이 접촉하는 폭 방향 접촉폭[㎜]
N: 급전 전극 계수(양단에 배치하는 경우에는 2, 편측에만 배치하는 경우에는 1)
식 5는 발명자들이 예의 검토한 결과 얻어진 지견을 바탕으로 도출한 것이다. 왼쪽의 항은 X의 하한을 나타내고, 도금 처리조 외측에 설치하기 위해서 물리적으로 급전부(14)와 도금액이 접촉되지 않기 위한 거리이다. 오른쪽의 항은 X의 상한을 나타낸다. 우선 물체에 통전되면 줄열이 발생되지만 열량에 관해서 통전에 영향을 주지 않는 범위를 실험적으로 구하고, 이어서, 급전 전극으로부터 도금 처리조 입구까지의 막 저항과 투입 전류로부터 발열량을 계산하고, 앞서 실험적으로 구한 통전에 영향을 주지 않는 열량 이하가 되는 X를 도출한다. 투입 전류 밀도(I) 및 도전막 표면 저항률(ρ)에 반비례한다. 또한, 500은 실험적으로 구한 계수이며, 안전율 등도 고려하고 있다.
지금까지 설명한 연속 전해 도금 장치는 표면 품위가 높은 제품을 제조할 수 있으므로 도금막을 갖는 플라스틱 필름의 제조에 바람직하게 사용할 수 있다. 전자 배선 용도, 특히 플렉시블 회로 기판 용도의 제조에 적합하고, 그 중에서도 반도체 패키지 용도 등 배선 피치가 미세하여 미세 가공이 필요하기 때문에 매우 높은 표면 품위가 요구되는 용도에 사용되는 도금막을 갖는 플라스틱 필름의 제조에는 특히 바람직하게 사용된다.
(실시예)
이하에 구체적인 실시예에 의해 본 발명을 상세하게 설명한다. 또한, 본 발명은 이들 구체적인 실시예에 한정되는 것은 아니다.
[실시예 1]
급전부의 장치 구성은 도 1B에 나타내는 바와 같다. 베어링 케이스(1401), 슬라이드 가이드(1403), 브래킷(1402) 및 가압 부여용 스프링(143)은 스테인레스강에 의해 제작했다. 가압 부여용 스프링(143)의 스프링 정수는 14.7N/㎜인 것을 사용했다. 급전 전극은 도 1C에 나타내는 구조에 의해 티탄제인 것을 사용했다. 필름과의 접촉부가 되는 원판상 부재는 외경 60㎜, 두께 10㎜로 하고, 양 모서리 C1 모따기를 실시하고, 필름과의 접촉폭은 8㎜로 했다. 접촉면의 산술 평균 거칠기는 JIS B0601-2001에 규정된 산술 평균 거칠기에 준거해서 영국 테일러 홉슨사제 표면 거칠기 측정기 "사토로닉 25"를 이용해서 측정한 결과, 4.7㎛였다. 또한, 축단부에는 미국 멜크택사제 "로터리 커넥터 MODEL 1250-SC"를 부착하고, 회전하면서 급전 가능한 구성으로 했다. 수용측 회전체는 스테인레스강을 사용해서 외경 100㎜, 두께 12㎜로 하고, 양 모서리 C1 모따기를 실시하고, 필름과의 접촉폭은 10㎜로 했 다.
도 3은 급전 전극과 필름 도전면의 접촉 저항 측정 방법을 나타내는 개념도이다. 15㎜ 폭의 필름의 폭 방향 단부로부터 5㎜의 위치에 급전 전극 및 수용측 회전체의 두께 방향의 중심을 맞추도록 하고, 두께 38㎛의 폴리이미드 필름의 편면에 동을 8.5㎛ 도금한 필름을 끼우고, 전원의 편측을 급전 단자에, 다른 한쪽을 필름 폭 방향 단부로부터 12㎜의 위치에서 전극 접촉부 근방에 접속하고, 도 3에 나타내는 바와 같은 회로를 구성해서 저항값의 측정을 행했다. 직류 전원(31)으로부터 0.5A의 정전류를 투입하고, 전압계(32)에 의해 전압을 측정하고, 옴의 법칙으로부터 저항값을 산출했다. 가압을 변화시켜 저항값의 변화를 측정한 결과를 도 4에 나타낸다. 이 때에 사용한 필름의 표면 저항률은 JIS K7194-1994에 준거해서 미츠비시카가쿠제 표면 저항률 측정기 "로레스타 GP" MCP-T600을 이용해서 측정한 결과, 1.92×10-3Ω/□였다.
동일한 측정을 두께 38㎛의 폴리이미드 필름의 편면에 동합금을 0.1㎛ 스퍼터링법에 의해 제막한 필름을 사용해서 행했다. 결과를 도 9에 나타낸다. 또한, 스퍼터법에 의해 제막한 도전막의 표면 저항률은 3.5×10-1Ω/□였다.
도 5는 통전 길이를 바꾸었을 때의 저항값을 측정한 측정 방법을 나타내는 개념도이다. 520㎜ 폭의 필름을 이용해서 필름 단부로부터 5㎜의 위치에 급전 전극 및 수용측 회전체의 두께 방향의 중심을 맞추도록 해서 두께 38㎛의 폴리이미드 필름의 편면에 동을 8.5㎛ 도금한 필름을 끼우고, 전원의 편측을 급전 단자에, 다른 편측을 전극 접촉 위치로부터 반송 방향으로 500㎜ 떨어진 부분에 접속하고, 도 5에 나타내는 바와 같은 회로를 구성해서 저항값의 측정을 행했다. 직류 전원(31)으로부터 0.5A의 정전류를 투입하고, 전압계(32)에 의해 전압을 측정하고, 옴의 법칙으로부터 저항값을 산출했다. 급전 전극과 필름이 접하고 있다는 점에서 측정 위치까지의 필름 반송 방향의 거리를 500㎜로 하고, 급전 전극으로부터 측정 위치까지의 필름 폭 방향의 거리를 바꿔서 저항값을 측정한 결과를 도 6에 나타낸다.
두께 38㎛로 520㎜ 폭의 긴 폴리이미드 필름을 이용해서 필름 편단부로부터 5㎜의 위치에 급전 전극 및 수용측 회전체의 두께 방향의 중심을 맞추도록 해서 1개소에 급전부를 설치하고, 접촉폭 1㎜당 10N/㎜ 및 20N/㎜의 접촉압을 부여해서 필름을 2m/min의 속도로 반송시켰다. 그 결과, 어느 접촉압에 있어서나 필름 장력에 의해 회전 가능하며, 사행이나 주름의 발생은 없고, 또한, 접촉부 이외에서는 찰과상의 발생도 확인되지 않았다.
이상의 결과로부터 상기 급전부를 사용한 연속 전해 도금 장치에 의해 플렉시블 회로 기재 용도의 동도금막을 갖는 폴리이미드 필름을 제조하면 주로 제품으로 하는 필름 폭 방향 중앙부에는 급전 전극 등이 접촉되지 않기 때문에 찰과상 등 표면 결점이 적은 제품이 얻어지는 것을 알 수 있다.
[실시예 2]
실시예 1과 동일한 급전부 구성을 이용해서 수용측 회전체를 외경 90㎜, 접촉 폭 방향 폭 6.5㎜로 하고, 표층부에 5㎜ 두께의 고무를 감은 것을 사용했다. 고무가 IS-A 경도로 80°(판두께 5㎜의 샘플판에서 측정)의 니트릴 고무를 사용했다.
이 급전부를 이용해서 실시예 1과 동일한 각종 테스트를 행하고, 각각 도 4, 도 6, 도 9에 나타내는 결과를 얻었다.
두께 38㎛로 520㎜ 폭의 긴 폴리이미드 필름을 이용해서 필름 편단부로부터 5㎜의 위치에 급전 전극 및 수용측 회전체의 두께 방향의 중심을 맞추도록 해서 1개소에 급전부를 설치하고, 접촉폭 1㎜당 10N/㎜ 및 20N/㎜의 접촉압을 부여해서 필름을 2m/min의 속도로 반송시켰다. 그 결과, 어느 접촉압에 있어서나 사행이나 주름의 발생은 없고, 또한, 접촉부 이외에서는 찰과상의 발생도 확인되지 않았다. 접촉압이 20N/㎜에서는 종동 회전 가능했지만 회전에 필요한 토크가 크기 때문에 보조적으로 급전 전극을 회전시킨 쪽이 안정적으로 반송 가능했다.
이상의 결과로부터 상기 급전부를 사용한 연속 전해 도금 장치에 의해 플렉시블 회로 기재 용도의 동도금막을 갖는 폴리이미드 필름을 제조하면 주로 제품으로 하는 필름 폭 방향 중앙부에는 급전 전극 등이 접촉되지 않기 때문에 찰과상 등 표면 결점이 적은 제품이 얻어지는 것을 알 수 있다.
[실시예 3]
실시예 1과 동일한 급전부 구성을 이용해서 수용측 회전체를 외경 90㎜, 접촉 폭 방향 폭 12㎜로 하고, 표층부에 5㎜ 두께의 고무를 감은 것을 사용했다. 고무는 판두께 5㎜의 샘플판의 JIS-A 경도로 80°의 니트릴 고무를 사용했다.
이 급전부를 이용해서 실시예 1과 동일한 각종 테스트를 행하고, 각각 도 4, 도 6에 나타내는 결과를 얻었다.
두께 38㎛로 520㎜ 폭의 긴 폴리이미드 필름을 이용해서 필름 편단부로부터 5㎜의 위치에 급전 전극 및 수용측 회전체의 두께 방향의 중심을 맞추도록 해서 1개소에 급전부를 설치하고, 접촉폭 1㎜당 10N/㎜ 및 20N/㎜의 접촉압을 부여해서 필름을 2m/min의 속도로 반송시켰다. 그 결과, 어느 접촉압에 있어서나 급전 전극의 에지부에 있어서 필름에 접힘 주름이 발생되는 것을 확인했지만 제품이 되는 중앙부에 있어서는 찰과상 등의 발생은 확인되지 않았다. 접촉압이 20N/㎜에서는 종동 회전 가능했지만 회전에 필요한 토크가 크기 때문에 보조적으로 급전 전극을 회전 구동시킨 쪽이 안정적으로 반송 가능했다.
이상의 결과로부터 상기 급전부를 사용한 연속 전해 도금 장치에 의해 플렉시블 회로 기재 용도의 동도금막을 갖는 폴리이미드 필름을 제조하면 주로 제품으로 하는 필름 폭 방향 중앙부에는 급전 전극 등이 접촉되지 않기 때문에 찰과상 등 표면 결점이 적은 제품이 얻어지는 것을 알 수 있었다.
[실시예 4]
실시예 1과 동일한 급전부 구성을 이용해서 수용측 회전체를 외경 90㎜, 폭 방향 접촉폭 7㎜로 하고, 표층에 5㎜ 두께의 고무를 감은 것을 사용했다. 고무는 판두께 5㎜의 샘플판에서 JIS-A 경도 40°의 에틸렌프로필렌 고무를 사용했다. 이 급전부를 도 1A에 나타내는 도금 장치의 급전부(14)에 사용하고, 전류값을 170A로 설정해서 연속 도금 실험을 행했다. 기재에는 38㎛ 폴리이미드 필름 “카프톤 EN"(도레듀폰 가부시키가이샤제)의 편측 표면에 도전막으로서 7㎛의 동을 제막한 것을 사용하고, 닙압을 5N/㎜로 설정했다. 이 때의 접촉 면적은 200㎟였다. 또한, 접촉 저항값은 30mΩ이며, 식 3에 적용해서 계산하면 접촉 면적 범위는 22㎟≤A≤ 1000㎟로 되고, 범위 내에 들어 있다.
이 결과, 기재의 소손 등의 열적 문제를 발생시키지 않고 양호하게 도금할 수 있었다.
[비교예 1]
종래의 롤상 전극에 있어서 실시예1과 동일한 측정을 행했다. 롤상 전극은 롤 외경 80㎜, 롤면 길이 580㎜이며, 놋쇠제 축에 동제 롤러를 부착한 구성으로 하고, 롤러면 길이의 중앙과 필름 폭 방향 중심을 맞추도록 세팅했다.
급전 전극과 필름 도전면의 접촉 저항 측정 방법을 도 7에 나타낸다. 롤러 표면에 520㎜ 폭의 필름의 도전면이 접하도록 90°로 부착하고, 전원의 편측을 급전 단자에, 다른 편측을 급전 단자측의 필름 폭 방향 단부로부터 2㎜의 위치, 반송 방향으로는 롤러와 필름이 멀어지기 시작하는 장소로부터 3㎜의 위치에 접속하고, 수하된 필름의 중앙 부근에 추(M)를 부착함으로써 필름 장력을 40N~400N까지 설정해서 측정했지만 어느 장력 조건에 있어서나 8.5㎛의 동도금막에서는 120mΩ, 0.1㎛의 동합금 스퍼터막에서는 200mΩ로 안정적이었다. 본 비교예에 대해서 실시예 1~3은 모두 낮은 저항을 나타내는 것을 확인했다.
또한, 도 8에 나타내는 회로를 구성하고, 통전 길이와 저항값의 관계를 필름 장력 50N으로 측정했다. 결과를 도 6에 나타낸다. 또한, 도 6의 횡축의 「폭 방향 위치」란, 도 8 중의 「폭 방향 위치」에 대응한다.
상기 롤상 전극을 사용한 연속 전해 도금 장치에 의해 플렉시블 회로 기재 용도의 동도금막을 갖는 폴리이미드 필름을 제조하면 찰과상이 100% 발생되고, 이 중 약 10%는 제품으로서 불량품으로 판정되는 정도의 나쁜 손상이었다.
[도 4, 도 6, 도 9의 정리]
·도 4, 도 9: 가압력과 저항값의 관계
(a) 비교예 1의 급전 방법에 있어서는 8.5㎛ 도금막에 대해서 저항값은 120mΩ이었다. 이것에 대해서 실시예 1~3에 있어서는 도 4에 나타내는 결과로 되었다. 비교예 1(종래 기술) 수준의 급전 능력을 얻기 위해서 저항값을 비교예 1의 저항값(120mΩ) 이하로 하기 위해서는 실시예 1~3 모두 2N/㎜ 이상의 가압을 부여하면 좋은 것을 알 수 있다.
(b) 비교예 1의 급전 방법에 있어서는 0.1㎛ 스퍼터막에 대해서 저항값은 200mΩ이었다. 이것에 대해서 실시예 1~3에 있어서는 도 9에 나타내는 결과로 되었다. 비교예 1(종래 기술) 수준의 급전 능력을 얻기 위해서 저항값을 비교예 1의 저항값(200mΩ) 이하로 하기 위해서는 실시예 1~3 모두 2N/㎜ 이상의 가압을 부여하면 좋은 것을 알 수 있다.
(c) 가압의 증가에 대한 저항값의 저감 경향에 대해서 실시예 1보다 실시예 2, 3 쪽이 현저한 경향이 있다. 이것은 수용측 회전체에 고무를 이용하고 있기 때문에 가압에 의해 변형되어 급전 전극으로의 필름 도전면의 접촉 면적이 현저하게 증가되었기 때문이라고 여겨진다.
(d) 실시예 2와 3의 차이는 수용측 회전체의 접촉폭이 실시예 2에 대해서 실시예 3 쪽이 크고, 접촉 면적이 실시예 3 쪽이 크기 때문에 저항값이 낮아진 것으로 여겨진다. 급전 전극 에지에 있어서 필름에 접힘 주름이 발생되는 경우가 있지 만 이 부분은 최종적으로 잘라내어져 제품으로는 되지 않기 때문에 문제 없는 경우가 많다. 단, 접힘 주름의 발생은 반송 중의 트러블의 원인이 되는 경우가 있고, 또한, 최종적으로 잘라내어지는 경우에 여백 부분이 커지기 때문에 제품의 폭이 좁아지므로 그 우려를 회피하고 싶을 때에는 저항값의 문제가 없는 한, 실시예 2의 형태 쪽이 바람직하다. 또한, 접힘 주름이 발생되기 어려운 경우나 접힘 주름이 발생되어도 반송 중의 트러블의 원인이 되지 않는 경우에는 실시예 3의 형태 쪽이 바람직하다.
·도 6: 필름 폭 방향 위치와 저항값의 관계
(a) 비교예는 폭 방향 전면에 전극이 접촉해서 급전되어 있지만 실시예 1~3에 있어서는 단부에만 접촉해서 급전되기 때문에 폭 방향 급전 불균일이 우려되므로 검증을 행했다.
(b) 비교예에서는 도 6에 나타내는 바와 같이, 60mΩ~120mΩ의 범위의 저항값이 얻어지고, 최대값과 최소값을 비교하면 대략 배 정도의 차이가 보여졌다. 편차가 큰 것에 관해서는 필름 도전면의 면내 저항 편차의 영향을 받고 있다고 여겨진다. 한편, 실시예 1~3의 저항값은 각각 이하에 나타내는 바와 같다. 즉, 실시예 1의 저항값은 60~90mΩ의 범위, 실시예 2의 저항값은 25~40mΩ의 범위, 실시예 3의 저항값은 10~20mΩ의 범위와 비교예에 비해서 저항값의 편차가 거의 동등하며, 폭 방향 급전 불균일은 종래 기술과 손색 없는 레벨을 확보했다고 할 수 있다.
본 발명은 동도금 피막을 갖는 필름의 제조에 한정되지 않고, 기타 금속의 전해 도금 장치, 수지 필름 이외의 기재를 사용한 전해 도금 장치 등에도 응용할 수 있지만 그 응용 범위가 이들에 한정되는 것은 아니다.

Claims (19)

  1. 적어도 한쪽의 표면에 도전면을 갖는 웹을 연속적으로 반송하면서 도금 처리조 내에서 전해 도금을 실시하는 전해 도금 방법으로서: 상기 웹의 폭 방향 편측 단부 또는 양측 단부에 상기 웹을 대향하도록 2개 이상의 회전체에 의해 상기 웹을 협지하고, 상기 회전체 중 1개 이상을 급전 전극으로서 사용해서 상기 웹에 대해서 급전을 실시하고, 상기 전극을 상기 웹의 폭 방향 단부로부터 0.5㎜ 이상 20㎜ 이하의 영역에만 폭 방향 접촉폭 1㎜당 0.5N 이상 100N 이하의 접촉압으로 압접하고, 상기 회전체를 상기 웹의 반송 속도와 대략 동일한 속도로 회전시키는 것을 특징으로 하는 급전 방법.
  2. 표면에 도전성을 부여한 웹을 연속적으로 반송하면서 도금 처리조 내에서 전해 도금을 실시하는 전해 도금 방법으로서: 상기 웹의 폭 방향 편측 단부 또는 양측 단부에 상기 웹을 대향하도록 2개 이상의 회전체에 의해 상기 웹을 협지하고, 상기 회전체 중 1개 이상을 급전 전극으로서 사용해서 상기 웹에 대해서 급전을 실시하고, 상기 전극을 상기 웹의 폭 방향 단부로부터 0.5㎜ 이상 20㎜ 이하의 영역에만 폭 방향 접촉폭 1㎜당 2N 이상 100N 이하의 접촉압으로 압접하고, 상기 회전체를 상기 웹의 반송 속도와 대략 동일한 속도로 회전시키는 것을 특징으로 하는 급전 방법.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 전극으로서 상기 도금 처리조 외측에 배치된 것만을 사용하고, 상기 도금 처리조의 반송 방향 상류 및/또는 하류에서만 상기 웹의 도금 대상 부위에 있어서 급전하는 것을 특징으로 하는 급전 방법.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 웹의 폭 방향은 연직 방향을 따르도록 향하게 해서 길이 방향으로 반송하는 것을 특징으로 하는 급전 방법.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 급전 전극과 함께 웹을 협지하는 수용측 회전체로서 상기 수용측 회전체의 표층부에 탄성체를 갖는 것을 사용하는 것을 특징으로 하는 급전 방법.
  6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 급전 전극으로서 표층부에 도전층을 구비하고, 상기 도전층의 내측에 탄성체층을 갖는 것을 사용하는 것을 특징으로 하는 급전 방법.
  7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 수용측 회전체의 웹과의 폭 방향 접촉폭은 상기 급전 전극의 웹과의 폭 방향 접촉폭보다 1㎜ 이상 15㎜ 이하만큼 넓은 것을 특징으로 하는 급전 방법.
  8. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 수용측 회전체의 웹과의 폭 방향 접촉폭은 상기 급전 전극의 웹과의 폭 방향 접촉폭보다 좁은 것을 특징으로 하는 급전 방법.
  9. 제 5 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 급전 전극은 상기 도전면에 접촉하는 접촉 면적이 하기 수식을 만족시키도록 접촉압을 부여하는 것을 특징으로 하는 급전 방법.
    Figure 112008060379388-PCT00006
    A: 급전 전극과 상기 도전면의 접촉 면적[㎟]
    I: 급전 전극으로의 투입 전류값[A]
    R: 급전 전극과 상기 도전면의 접촉 저항값[Ω]
    t: 급전 전극과 상기 도전면의 접촉 부분의 상기 도전면의 도전층 두께[㎜]
    Q: 한계 열량 계수[W/㎣]=5.5×103
  10. 적어도 한쪽의 표면에 도전면을 갖는 웹을 연속적으로 반송하면서 도금 처리조 내에서 전해 도금을 실시하는 전해 도금 장치로서: 상기 도전면의 폭 방향 편측 단부에 압접 가능하도록 웹을 사이에 두고 대향해서 배치된 2개 이상의 회전체를 갖고, 상기 회전체 중 1개 이상이 급전 전극을 구성하는 것이며, 상기 회전체가 상기 웹의 반송 속도와 대략 동일한 속도로 회전 가능한 것을 특징으로 하는 웹의 연 속 전해 도금 장치.
  11. 제 10 항에 있어서, 상기 전극은 상기 도금 처리조 외측에만 배치된 것을 특징으로 하는 웹의 연속 전해 도금 장치.
  12. 제 10 항 또는 제 11 항에 있어서, 웹의 폭 방향은 연직 방향을 따르도록 향하게 해서 길이 방향으로 반송하는 반송 수단을 갖고, 상기 급전 전극은 상기 웹의 상단부에만 압접하도록 배치된 것을 특징으로 하는 웹의 연속 전해 도금 장치.
  13. 적어도 한쪽의 표면에 도전면을 갖는 웹을 연속적으로 반송하면서 도금 처리조 내에서 전해 도금을 실시하는 전해 도금 장치로서: 상기 도전면의 폭 방향 양측 단부에 압접 가능하도록 웹을 사이에 두고 대향해서 배치된 2개 이상의 회전체를 갖고, 상기 회전체 중 1개 이상이 급전 전극을 구성하는 것이며, 상기 회전체가 상기 웹의 반송 속도와 대략 동일한 속도로 회전 가능한 것을 특징으로 하는 웹의 연속 전해 도금 장치.
  14. 제 10 항 내지 제 13 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 급전 전극과 함께 웹을 협지하는 수용측 회전체는 상기 수용측 회전체의 최표층에 탄성체를 갖는 것을 특징으로 하는 웹의 연속 전해 도금 장치.
  15. 제 10 항 내지 제 14 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 급전 전극은 표층부에 도전층을 구비하고, 상기 도전층의 내측에 탄성체층을 갖는 것을 특징으로 하는 웹의 연속 전해 도금 장치.
  16. 제 10 항 내지 제 15 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 수용측 회전체의 웹과의 폭 방향 접촉폭은 상기 급전 전극의 웹과의 폭 방향 접촉폭보다 1㎜ 이상 15㎜ 이하만큼 넓은 것을 특징으로 하는 웹의 연속 전해 도금 장치.
  17. 제 10 항 내지 제 15 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 수용측 회전체의 웹과의 폭 방향 접촉폭은 상기 급전 전극의 웹과의 폭 방향 접촉폭보다 좁은 것을 특징으로 하는 웹의 연속 전해 도금 장치.
  18. 제 10 항에 기재된 도금 처리조를 복수 배치하고, 상기 각 도금 처리조의 반송 방향 상류 및/또는 하류의 상기 도금 처리조 외측에 상기 급전 전극을 배치하고, 이들에 연속적으로 웹을 투입함으로써 소망의 도금막 두께를 얻는 다단식 연속 전해 도금 장치로서: 상기 각 도금 처리조에 있어서 하기 수식을 만족시키도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 다단식 연속 전해 도금 장치.
    Figure 112008060379388-PCT00007
    X: 상기 급전 전극의 상기 웹과 접하는 회전체의 회전 중심과 가장 가까운 도금 처리조 출입구까지의 웹 반송 방향의 거리[㎜]
    B: 급전부의 반송 방향 길이 「㎜」
    I: 전류 밀도[A/d㎡]
    W: 상기 도전면의 폭[㎜]
    L: 도금 처리조의 반송 방향 길이[㎜]
    ρ: 투입하는 도전막을 갖는 필름의 도전막 표면 저항률[Ω/□]
    t: 급전 전극과 상기 도전면이 접촉하는 폭 방향 접촉폭[㎜]
    N: 급전 전극 계수(양단에 배치하는 경우에는 2, 편측에만 배치하는 경우에는 1)
  19. 상기 웹으로서 플라스틱 필름을 사용하고, 제조 공정의 적어도 일부에 제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 기재된 급전 방법 또는 제 10 항 내지 제 18 항 중 어느 한 항에 기재된 연속 전해 도금 장치를 사용하는 것을 특징으로 하는 도금막을 갖는 플라스틱 필름의 제조 방법.
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