TW567249B - Apparatus for electrolytically manufacturing metal foil - Google Patents

Description

五、發明說明（1) 技術領域 本發明是關於金屬箔之電解製造裝 在金屬箱之落寬方向作出均勻厚度的J^尤其疋有關能 J J /予度的金屬箔製造技術。 技術背景 用於ΐ: = ί屬羯是作為代表性的印刷配線板材料而被使 用於各種不同之用途上，並大量的加以 = 的此金屬箔是利用電解反應來作為其製^方法。Λ" σ 此種利用電解反應來製造全屬唸二你a 1, 用例如圖4中所示之圓筒::轉Ύ的而電f製造裝置是利 屬I在此圖4中所示製製造二金著 筒狀旋轉陰極2心著該旋轉陰極2 Λ 配置的陽極3，以及電解液供給裝 匕、丄t 旋轉陰極2之下方㈣電解液供給至旋 轉陰極2與陽極3之間的電解液供給σ4…面經由此電解 =供，，置5來供給電解液一面利用電解反應將金屬電解 Ϊ : 轉陰極2之周面上，再連續的將被電解積附後之 金屬羯6從旋轉陰極2上剝取出來。 利用此種電解製造裝置所獲得之金屬羯，因應於各種 =:在強度、表面性狀、厚度均一性上等具有多樣的特 性要求，且不得不製袢φ &^ ^ ,,^ w出此滿足其所需之金屬箔。尤其是 作為印刷配線板材料# ^ 了叶用的銅消，除了強度特性及表面性狀 ’以金屬泊之要求品質而言更加重視其箔厚之均一性。 利用此金屬羯電解製造裝置所得到之金屬箔，大多是

(B67249 五、發明說明（2) 一 口： Ϊ Γ析在旋轉陰極上的金屬連續的剝取下纟，再將所 于 尺寸金屬箔捲繞成捲筒狀的製造方式。在肤妒人 轉陰極之回轉速度，可以勻 之金屬'厚卜但要控制在金眉荡寬 治厗均一性就不是件容易的事。 又万向之 裝置3==2=口：此；金屬落電解製造 =相互對向的陽極沿著寬度；向二分；出以； 方向來控制電解電流供給的提案。 乂見度 金屬ίϊίΠίΞίί法Γ文善雖然能某種程度的控制 需。又炎：τ 厚性’但仍無法充分的滿足所 &為了7刀別將不同的電解電流供給至分割後之陽# ΐ亦::…電解製造裝置構造之複雜二;=計 拮術上昔曰所要求之金屬箔品質隨著在各種用迚上之 ΐ ，尤其是在具有薄箱厚之金 銅Jr 以，印刷配線板材料的電ί 羯電解製造裝置來製：：求已…在利用上述金屬 的維持其寬度方向之箱厚均=銅化之：合，>無法精密 轉陰極上剝取下來之時:合，的活，虽要將金屬箔從旋 品來使用。❿用習知接=羯上造f·紋而·卩當作製 厚均-性的因應方法時ί:用來改善金屬羯寬度方向箱 麾万法時，很難精密的控制為了要製造

2169-4695-PF(N).Ptd 第7頁 五、發明說明（3) 種極薄銅& π I 6 > ㈣厚均—化的金屬Ϊ匕更精密的作出 發明之概述 ΐϊ明之目的<有鑑於上述之h ^ 可以精密的均勾控制：：ίί績的製造出金屬箱之場：靖 解製造裴置。 屬泊寬度方向箔厚的金屬箱電 筒狀:旋轉陰極二:，者等在詳細的檢討利用 眼於供給至位於旋轉裝置後，由於： 因而有本發向之'厚均-性產生很大的影響， 極’沿備者讓金屬箔電解積附的圓筒狀旋轉降 而相互對向配置的陽： 電解液供紙22T 〇 3有能從旋轉陰極之下方側將 面從雷解；祉疋轉陰極與陽極之間的電解液供給口，在- 屬電解積：ί裝置中供給電解液同時經由電解反應將金 之金屬:轉陰極之周面上，再連續的將電解積附後 ^I屬油從鉍轉陰極上剝取出來的金屬箱電解製造裝置 ，電解液供給裝置是在位於電解液供給口之 朝向旋轉陰極之寬度方向延伸的板狀阻尼體。方&作出 第8頁 2169-4695-PF(N).ptd 五、發明說明（4) f積沿=解液供給至讓金㈣電 一目互對向配置的陽極之間的俨人，x疋轉陰極之周面形狀而 不，所供給的電解液會衝擊圖4中虛線之箭頭所 之旋轉陰極表面上，形成八門：於與電解液供給口相對向 周面形狀上昇的液體流i;:成兩方向而沿著旋轉陰極之 由於電解液衝擊至旋轉降 解液供給口相對向之旋二、，故很容易在與此電 態’相較於沿著旋轉陰近位置處產生渦流狀 而s是非常複雜的液體流動y爿上幵的液體流動狀態 連續的被供給至與 又，由於新的電解液是 表面上，故此處一直給口相對向位置之旋轉陰極 子之狀態T。在考慮此種狀況=$供 '给電析所需金屬離 液供給口相對向位置之旋降:^知，由於位於與電解 性’故相較於其它位置之面上液體流動之複雜 更容易造成電解液供仏旦夕轉陰極表面，以寬度方向來看 推測、在電解液所衝；】的面因此本發明者等 充分的被供給電析所需 π參表面上，由於一直是 箔的寬度方向之箔厚不始一屬離子’故造成電析時在金屬 弓一現象。 因此本發明者等為了 相對向位置之旋轉陰極.'牙、產生於與此電解液供給口 於電解液供給口之上方声2上的複雜液體流動狀態，在位 伸的板狀阻尼體。正如S ^旋轉陰極之寬度方向延 狀阻尼體，在消除產生 者等所推測的利用設置此板 屋生於與電解液供給口相對向位置之旋 2169-4695-PF(N).ptd !· 第9頁 567249 五、發明說明（5) J陰極表面附近的複 厚均—性上有了大幅態後之結果，在寬度方 常的效果。 降低在金屬箔之表面上產生析出異 在本發明相關金眉# 只要能讓從電解液供給:翻=^造裝置中的板狀阻尼體， 液，消除其直接衝擊至二旋轉陰極表面所供給之電解 可，在其形狀、配置方^ 表面上之液體流動狀態即 解液供給口與旋轉_ # :、、，沒有限制。總而言之，在電 度方向延伸的板面，：Γ;置朝向旋轉陰極之寬 朝向旋轉陰極表面供给時处液從電解液供給口 離下，盔认朴麻γ处寺此以成妨礙電解液之流動方向狀 ^ …、順什麼形狀、如何配置都沒有關係。 本發明相關金屬箔電解製造裝置中的板狀阻尼體，是 j作f在其板寬度中心處設置沿著板之長度方向延伸的分 流用突起部為佳。當板狀的阻尼體設置在電解液供給口之 上方時，所供給之電解液會直接衝擊至此板狀的阻尼體 上’而容易在此部位形成渦流等的複雜液體流動現象。因 此若在此阻尼體之板寬度中心處設置沿著板之長度方向延 伸的分流用突起部時，直接衝擊至此板狀阻尼體上的電解 液就會由於分流用突起部而被分開成兩方向，然後沿著旋 轉陰極之周面形狀滑順的上昇。經由在阻尼體上設置此分 流用突起部可以更加確實的改善在金屬箔的寬度方向之箔 厚均一性。 又，本發明相關之金屬箔電解製造裝置，是以將電解 2169-4695-PF(N).ptd 第10頁 567249 五、發明說明（6) 八Γϊ Γ 口〜著紋轉陰極之寬度方向分割成複數個，並讓從 二二，之電解液供給口所供給之電解液流量成為可調整的 ^為佳。以此方式要精密的控制在金屬落寬度方向之箱 變得容易了。本發明相關之金屬箱電解製造裝 要達成高生產效率，通常是採用較大型的旋轉陰極 =極，、但是由於在如此大型的金屬箱電解製造裝置上， 極，^ ί構成裝置所需的具有均句材質之旋轉陰極及陽 ’ a疋大型就愈是容易產生在各個裝置間之電析偏差。 個梦署：製造出金屬箔之寬度方向箔厚變異就會有隨著各 不同之趨勢]象這樣即使在各個裝置間產生電析 :差：％合'經由配合各個裝置間在羯寬度方向之羯厚變 時’則t ί從分割後之電解液供給口所供給之電解液流量 易隹貝ϋ發明相關之阻尼體具有相辅相乘的效果，更容 仃在金屬箔寬度方向之箔厚均一性的精密控制。 發明之最佳實施形態 =下針對本發明之較佳實施形態加以說明。 知所之金屬羯電解製造裝4，基本上具有與習 中：使用f置中相同的構造，其概略的剖面形狀是如圖4 解積附用的圓筒壯滌媸昤托0 τ /、備者眾金屬治電 狀而相石斜a 肖轉陰極2，及沿著旋轉陰極2之周圍形 至圖中夫顧:配置的陽極3。此旋轉陰極2及陽極3是連接 i 供電裝置上。然後讓旋轉陰極2容積之約 又"電解液中。將陽極3分割成2部分並在分割後 2169-4695-PF(N).ptd 第11頁 567249 五、發明說明（7) 的％極3之間設置著電解液供 2之下方供仏雷紐二：,供~裝置5其中具有從旋轉陰極 4朝LI:：：!。的電解液供給口4。從此電解液供給口 $朝向疑轉陰極2供給電解液時，雷 示的以a鍫妙絲队，。 電解液是如圖4中虛線所 0以/口者疑轉陰極2周面形狀 溢流出電解;巾$壯能 ^上幵的方式而流動，形成 屬-Λ Λ 將電析在旋轉陰極2周面上之金 滾子9 :，轉陰極2上剝取下來，經由導輪8而捲繞於捲繞 ^所示為在圖4中之Α圓圈範圍部分的局部放大立體 2之。二解二供給裝置5中的電解液供給口 4是沿著旋轉陰極 分割成複數個部分，在此㈣成的各個 口4、4,.......上又分別具備著圖中省略未顯 不來調整所供給電解液之流量的流量調整裝置。 圖2所示為將板狀阻尼體配置在本實施形態相關金屬 =電解製造裝置1中之電解液供給口4上部時的放大剖面 圖。又，圖3所示為此板狀阻尼體之局部放大立體圖。板 狀阻尼體10的長度與旋轉陰極2之寬度約略相等，並具有 較電解液供給口 4之寬度稍微長一點的板寬，在其板&之 中央邛为形成沿著板之長度方向延伸之分流用突起部η。 又在板狀阻尼體1 〇之下面側也就是位於電解液供給口 4之 對面側上，配合著分割後的電解液供給口 4，而設置分隔壁 1 2 °然後將此分隔壁1 2立設在位於電解液供給口 4兩側之 固定板1 3上。因此在板狀阻尼體1 〇之下部配合著分割後的 各個電解液供給口4，、4，而形成液體流出口14。 將如此圖2及圖3中所示之板狀阻尼體1〇配置在電解液 2169-4695-PF(N).ptd 第12頁 567249

ϋ/所上：:夺，就會像圖2中箭頭所示讓從電解液供給 斤供、·δ之電解液衝擊至板狀阻尼體丨〇上，再經由分 】巧部11變更其流動方向將其分為二個方向流動，而'形 成&者紅轉陰極2之周面形狀上昇的液體流動狀態。 接下來利用本實施形態相關金屬箔電解製造裝置來穿】 造作為金屬箱之銅箱，然後針對沿著所製造出銅羯之箱寬 方向的厚度分佈及表面性狀調查結果加以說明。 口之上方位於旋轉陰極與陽極間之中間位置處。在設置此 板狀阻尼體時是以將絕緣體崁入陽極與固定板之間的方式 進行’讓電解電流不致於流向板狀阻尼體上。還有，使^ 硫酸銅溶液作為電解液。 在製造銅箱以作為金屬猪之場合時，使用周面表面為 1 (Ti tanium鈦）金屬製的圓筒狀旋轉陰極（直徑3m、寬度 1·35„〇及被稱作DSA之不溶性陽極，並配置成旋轉陰極^ 不溶性陽極間約為2〇mm間隙狀態的銅箔電解製造裝置。然 後利用T 1材來形成設置有分流用突起部的板狀阻尼體（分 隔板、固定板亦是利用T i材作成），並配置在電解液供給 利用此銅箔電解製造裝置分別在配置著板狀阻尼體及 不配置板狀阻尼體之場合下來進行電解處理製造出銅箱， 再進行銅箱寬度方向之厚度分佈及表面性狀的比較調查。 首先將銅箔寬度方向之厚度分佈測定結果敘述如下。 此寬度方向之厚度分佈測定是在旋轉陰極呈靜止狀態下供 給電解液以電解處理所得到之銅猪上進行。以形成^當於； 厚度為70//m銅箔之方式進行電解處理，在電解處理停止

567249 五、發明說明（9) 後將電析在旋轉陰極之半周面上的 度方向之厚度分佈狀態測定用的佶$取下來，作為寬 止電解方式所得到之樣本上，沿】=。再從利用此靜 向以位於與電解液供給口相•向之^八二面之圓周方 150_ x寬度135〇mm(旋轉 ^刀一心，取出長度 各2片合計共取出4片（A〜D)。極之寬度）之帶狀試料，前後 然後將此取出之各片帶狀試料再進 1 的短藏狀。帶狀試料在經由心 被Π成8，藏。然後利用量測此各個 Λ/. ' 》算出其質量厚度（g/m2)後以此值當作銅 ㈣之厚度。 圖5及圖6所示是針對利用此靜止電解方式所取得之帶 狀試料（A〜D) ’測定所分割成84個之各短籤質量，再配合 其寬度方向之位置所描纟會之線圖。 圖5所示為配置著板狀阻尼體之場合，圖6所示為未配 置板狀阻尼體之場合。在此帶狀試料（A〜D )中，帶狀試料B 與C之間是相當於與電解液供給口相對向之部分。又，從 帶狀試料中所分割成之8 4個短籤中選定其最大質量厚度 值’然後分別計算各個短籤之質量厚度值與最大質量厚度 值間的差’再將此各質量厚度差除以最大質量厚度值後算 出各個厚度比率（Q/。）值，然後將此值描繪成圖5及圖6。 在未配置板狀阻尼體之場合將A〜D帶狀試料全部加以 檢查時’質量厚度之最大差異達到14· 2%而平均的質量厚 度差異值為6· 5%。又，經由檢視圖6可得知當未配置板狀 2169-4695-PF(N).ptd 第14頁 567249 五 發明說明（10) 大ΐ ΐ Ϊ厚i A:s之各個帶狀試料的寬度方向上產生相當 數據計算出ί之值）’。此_的標準差為3.05(利用A〜D中所有 之質量厚ί:里f:置著板狀阻尼體之場☆，即使是最大 異值為3 ^ ，、值也降低至10. 8%，而平均的質量厚度差 值马i 4义〇然後經由檢視 二一帶狀試料=:;:= 據ί算出2，經確認後之標準差為丨· 89(利用AA中所^數 :佈之值)。還有，本實施形態中寬度方向之厚度 二；鋼箱之寬度方向上以如此之精密程度來分割的 之外ti此夠控制到標準差為1 · 89之低變異水準，是習知 之銅洛製造t置所完全無法達到的。 彳疋1知 面性iltf對銅猪之表面性狀的調查結果加以說明。表 在所調查是先製造出厚度35_長度1Qm之銅箱， 粗面(Mat面；相當於電析完成面之表二 落表面之ΐ 此fT斤出是指在所製造出金屬 態之析出部分。此處之表面性突起狀 中隨機的採取H x 見方之^㈣ 硯察$樣本之粗面側，以確認是否存在異常析出。 :結果’纟未設置板狀阻尼體場合之銅箱上，幾；可 樣本上確認出許多之異常析出1 —方面、在設 置者板狀阻尼體場合之銅箔上，不管是在哪—片樣本上^

2169-4695-PF(N).ptd 第15頁 567249 五、發明說明（11) 只有很少可判定為異常析出之現象，故得以確認板狀阻尼 體能有效的降低異常析出。 產業上之應用可行性 利用本發明在使用圓筒狀之旋轉陰極經由電析而連續 的製造出金屬箔之場合，可以精密的控制在金屬箔寬度方 向之箔厚均一性，同時能夠抑制在金屬箔表面上產生異常 析出之現象。

2169-4695-PF(N).ptd 第16頁 567249 圖式簡單說明 圖1所示為金屬箔電解製造裝置之局部放大立體圖。 圖2所示為配置著板狀阻尼體的金屬箔電解製造裝置 之局部放大剖面圖。 圖3所示為板狀的阻尼體之局部放大立體圖。 圖4所示為金屬箔電解製造裝置之概略剖面視圖。 圖5所示為配置著板狀阻尼體場合時寬度方向之箔厚 分佈線圖。 圖6所示為未配置板狀阻尼體場合時寬度方向之箔厚 分佈線圖。 符號說明 2.旋轉陰極 4.電解液供給口 6.金屬箔 8.導輪 1 0.板狀阻尼體 1 2.分隔壁 14.液體流出口 I. 金屬箔電解製造裝置 3.陽極 5.電解液供給裝置 7.電解槽 9.捲繞滾子 II. 分流用突起部 1 3.固定板

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Claims (1)

1. 一種金屬箔電解製造裝置，包括. 陰極，讓金屬箱電解積附； 以及° /σ著°“疋轉陰極之周面形狀而相互對向配置; 方側：::ί f盘包含著能將電解液從旋轉陰極之下 u方疋轉陰極與陽極之間的電解液供給口； 面從此電解液供給裝置來供 反應將金屬電解積附在旋轉陰液：：，用電解 解積附後之金屬fl從旋轉陰極上剝取出來，’再連~的將電 其特徵在於： 、電解液供給裝置是在位於電解液供給口之上方處 沿著旋轉陰極之寬度方向延伸的板狀阻尼體。 2 ·如申請專利範圍第1項所述之金屬箔電解製造裝 置’其中’在板狀阻尼體上之板寬度中心處，設置沿著板 之長度方向延伸的分流用突起部。 3·如申請專利範圍第1項或第2項所述之金屬箔電解製 造裝置，其中，電解液供給口是作成沿著旋轉陰極之寬度 方向而被複數分割的形式，並可以調整從分割後雷解 給口中所供給之電解液流量。 …液供 第18頁 2169-4695-PF(N).ptd