連続電気メッキ装置

【課題】ＦＰＣやＴＡＢテープの材料となる金属被覆基板を製造する際の電気メッキ工程において、搬送中のフィルム状導体の蛇行およびそれに伴う皺の発生や微細な凹凸の発生を抑制し、メッキ外観の優れた基板を製造できる連続電気メッキ装置を提供する。
【解決手段】給電ローラーと少なくとも１つのニップローラーとの間に長尺のフィルム状導体を挟持するとともに、該フィルム状導体に前記給電ローラーより給電して連続的に電気メッキを施すメッキ装置において、前記ニッフ゜ローラーを直接あるいは間接に振動させるための振動発生器が配設されていることを特徴とするものであり、また前記ニッフ゜ローラーと前記振動発生器との間にバックアップローラーを介在せしめて該ニッフ゜ローラーを間接に振動させるか、または前記ニッフ゜ローラーを一対として設け、該一対のニッフ゜ローラーと前記振動発生器との間に単一のバックアップローラーを介在せしめて該一対のニッフ゜ローラーを間接に振動させるよう構成し、さらに前記ニッフ゜ローラーは、その長さが前記フィルム状導体の幅を超えないものであることを特微とする。

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、長尺のフィルム状導体上に連続的に電気メッキを施すメッキ装置に関し、具体的には前記フィルム状導体をその間で挟持する給電ローラーとニップローラーの構造を改良した連続電気メッキ装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】近年、電子機器の高性能化に伴い使用される電子部品も高性能化が要求されるようになってきている。このような電子部品としてはＦＰＣ（フレキシブル・プリント配線板）やＴＡＢ（テープ・オートメーテッド・ボンディング）テープがある。これらＦＰＣやＴＡＢテープを製造するために用いられる基板には、例えば絶縁フィルムと金属箔とを接着剤で張り合わせた３層基板と、絶縁フィルムの表面に直接導電層を設けた２層基板とがあるが、接着剤がないこと、および導電層の厚さを任意に変え得ることから部品の高性能化に対応できる２層基板が次第に多用されるようになってきた。なおこの２層基板とは、例えば絶縁フィルム上にスパッタリング法や真空蒸着法あるいは無電解メッキ法により極めて薄い金属皮膜を形成してフィルム状導体とし、その後電気メッキにより前記金属皮膜を所定の厚みまで厚くした基板である。
【０００３】この２層基板を製造する際の電気メッキ工程においては、通常長尺のフィルム状導体をその長手方向に搬送張力を加えつつリール・ツー・リール方式で搬送し、メッキ液槽外で給電ローラーと接触させて給電しながら前記メッキ液槽内で該フィルム状導体上に電気メッキを施す連続電気メッキ装置が用いられている。ところで現在この基板の寸法安定性（メッキ前後の製品の伸縮度）としてＩＰＣ−ＴＭ６５０−２．２．４（ｍｅｔｈｏｄＢ）の評価基準で±０．１％以下であることが要求されている。そしてその基準を満足させるために電気メッキ工程においては搬送張力によってフィルム状導体が引き伸ばされないよう低張力で搬送されている。しかし搬送張力が低いとフィルム状導体と給電ローラー間の接触圧が低下して電気抵抗が増大する。そこで給電ローラー上にニップローラーを配置して、両ローラー間でフィルム状導体を挟持し該フイルム状導体と給電ローラーとの接触圧を高くすることによって電気抵抗を低く保つような工夫がなされている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】さて前記した搬送張力はフィルム状導体の蛇行防止のために加えられるものであるが、上記理由により搬送張力を低くしているために蛇行防止効果が低下していることに加えて、ニップロ−ラーを配置して接触圧を大きくしているので一層蛇行し易くなってしまうという問題がある。すなわちフィルム状導体の蛇行は、給電ローラーの中心軸がフィルム状導体の搬送方向に対して正確に直角に位置していない場合に、このローラーによってフィルム状導体の進行方向が曲げられることに主として起因するが、ニップローラーを設けてフィルム状導体との接触圧を大きくすると、フィルム状導体の進行方向を曲げる力も大きくなるので蛇行を助長するからである。この蛇行が顕著になるとフィルム状導体に皺などが発生し、この皺自体がメッキ表面の外観不良として問題となる。また蛇行が顕著になると給電ローラーとフィルム状導体間でスパークが発生してメッキ表面に微細な凹凸が生ずるか、あるいは給電ローラーの外周面に金属粉などが析出してそれがメッキ表面に転写され、結果としてメッキ表面の外観が一層低下するなどの問題も生じる。
【０００５】本発明は上記の実情に鑑みなされたもので、ＦＰＣやＴＡＢテープの材料となる金属被覆基板を製造する際の電気メッキ工程において、搬送中のフィルム状導体の蛇行およびそれに伴う皺の発生や微細な凹凸の発生を抑制し、メッキ外観の優れた基板を製造できる連続電気メッキ装置を提供することを目的とするものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するための本発明に係る連続電気メッキ装置は、給電ローラーと少なくとも１つのニップローラーとの間に長尺のフィルム状導体を挟持するとともに、該フィルム状導体に前記給電ローラーより給電して連続的に電気メッキを施すメッキ装置において、前記ニップローラーを直接あるいは間接に振動させるための振動発生器が配設されていることを特徴とするものであり、また前記ニップローラーと前記振動発生器との間にバックアップローラーを介在せしめて該ニップローラーを間接に振動させるか、または前記ニップローラーを一対として設け、該一対のニップローラーと前記振動発生器との間に単一のバックアップローラーを介在せしめて該一対のニップローラーを間接に振動させるよう構成し、さらに前記ニップローラーは、その長さが前記フィルム状導体の幅を超えないものであることを特微とする。
【０００７】
【発明の実施の形態】つぎに本発明を添付図面に基いて説明する。図１ないし３は本発明に係る連続電気メッキ装置の各実施例を示す全体概略図、図４は同じく本発明に係る実施例の部分拡大図である。本発明において１はフィルム状導体、２は給電ローラー、３はニップローラー、４はメッキ槽、５はシンクローラー、６は送り出し装置、７は巻き取リ装置、８はバックアップローラー、９は振動発生器、１０はメッキ用アノード、１１はメッキ液である。
【０００８】本発明においてはフィルム状導体１は送り出し装置６より送り出され、メッキ槽４外に設けられた給電ローラー２とニップローラー３とからなる給電部において両ローラー２、３間に挟持され前記給電ローラー２より給電を受けながらメッキ槽４内に送られ、該メッキ槽４内で電気メッキが施される。そしてメッキされたフィルム状導体１は巻き取り装置７によって巻き取られる。なおメッキ槽４内でフィルム状導体１の搬送方向を変えるため該メッキ槽４内にシンクローラー５が設けられている。
【０００９】通常、連続電気メッキ装置において給電ローラー２とニップローラー３とはフィルム状導体１の搬送方向に対して各ローラー２、３の中心軸が直角になるように配置されるが、必ずしも正確に直角に位置しているとは限らない。多くの場合、直角から僅かなずれが生じており、これに対して寸法公差を設けて一定範囲内のずれを許容している。そのためフィルム状導体１はこれらのローラー２、３により進行方向を変えられて蛇行することがある。ここでフィルム状導体１の搬送張力が高ければフィルム状導体１は本来の進行方向を保とうとする力が強く働くために蛇行は回避されるが、搬送張力が低いと蛇行回避の力が弱いために蛇行が発生し易くなる。またニップローラー３は給電ローラー２とフィルム状導体１の接触圧を大きくするために設けられているが、同時にフィルム状導体１の進行方向を曲げる力も大きくなるので蛇行を助長する。換言すると、発生した蛇行に対しフィルム状導体１が本来の進行方向へ戻ろうとして幅方向へ移動するのをニップローラー３が拘束するためにこの蛇行を解消され難くしているともいえる。
【００１０】そこで本発明では、図１に示すようにフィルム状導体１の蛇行およびそれが原因で発生する皺などの発生などを防止するために、ニップローラ−３を振動させるために該ニップローラー３に接して振動発生器９が配設されている。すなわちフィルム状導体１には低いとはいえ搬送張力が加えられているため、本来の進行方向を保とうとする力は常に働いている。ここでフィルム状導体１に振動が加えられると瞬間的に給電ローラー２とニップローラー３による拘束が解かれるためにフィルム状導体１はその幅方向に動き易くなり、この幅方向への移動は蛇行を解消させるものである。このようにして常時ニップローラー３に振動が付加されることによりフィルム状導体１は搬送張力により常に本来の進行方向が保たれる。またフィルム状導体１と給電ローラー２あるいはニップローラー３間にメッキ液その他の液が付着して液膜が存在していると蛇行はさらに発生し難くなる。その理由はフィルム状導体１と給電ローラー２あるいはニップローラー３間に存在する前記液膜が両ローラー２、３とフィルム状導体１間の摩擦抵抗を小さくするので該フィルム状導体１が幅方向にさらに移動し易くなるためと考えられる。
【００１１】したがってフィルム状導体１の幅方向の移動の容易性を配慮すると、ニップローラー３の少なくとも表面部の材質は、電気絶縁性があり、水濡れ性が低く、摩擦係数の小さいもの、例えばポリフッ化エチレン系樹脂などとすることが好ましい。そして振動発生器９により付加する振動の周期、振幅などはフィルム状導体１の蛇行あるいは皺などの発生状況により適宜設定する必要があるが、少なくともニップローラー３がフィルム状導体１から浮き上がりフィルム状導体１と給電ローラー２が離れてスパークを発生しメッキ表面に微細な凹凸が発生するような振動付加条件は避けなければならない。なお振動発生器９については、その振動発生機構について特に限定するものではない。
【００１２】さらに振動付加時にニップローラー３の浮き上がりを防止する有効な手段は、図２に示す通りニップローラ−３と振動発生器９との間にバックアップローラ−８を介在して配設することである。図２に示す実施例によれば、振動発生器９によりバックアップローラー８を振動させ、このバックアップローラー８の振動により間接にニップローラー３が振動することになる。このようにするとニップローラー３はバックアップローラー８により押圧されるのでフィルム状導体１からの浮き上がりは効果的に防止される。ところでニップローラー３はフィルム状導体１を給電ローラー２に押しつけるものであるからフィルム状導体１の幅より長いのが一般的である。しかし振動付加時にフィルム状導体１が幅方向に移動し易くするために、本発明ではフィルム状導体１の幅を超えない長さのニップローラー３を用いることが有効である。このような寸法のニップローラー３を用いると、フィルム状導体１が蛇行しようとして幅方向に移動しても移動先がニップローラー３により拘束されていないので、搬送張力により本来の進行方向に戻され易いという効果がある。
【００１３】またニップローラー３は本来、搬送張力が低くいフィルム状導体１と給電ローラー２との間の接触圧を高くすることによって電気抵抗を低く保つために設けられているものである。この接触圧が低いと電気抵抗を低く保つことができず、反対に接触圧を高くするとフィルム状導体１の蛇行の問題が発生する。このような相矛盾する問題を解決するために、本発明では図３に示すように接触圧が低くても電気抵抗を低く保つための手段として一対からなるニップローラー３、３′を設けた。この場合、バックアップローラー８は各ニップローラー３、３′に接触するよう一対設けてもよいが、一対のニップローラー３、３′に接触する単一のバックアップローラー８を配設することが好ましい。
【００１４】図１および図２のようにニップローラー３が単一の場合、接触圧が高められる部分（この部分を有効通電部とすると）は給電ローラー２とニップローラー３が接する１本の線Ａ（図４（ａ）参照）上である。一方ニップローラー３、３′を図３のように一対設けると有効通電部は２本の線ＢとＣ（図４（ｂ）参照）上となり、さらに２本の線ＢとＣの間でも一対のニップローラー３、３′によりフィルム状導体１が前後に引っ張られるために線ＢとＣ上ほどではないが接触圧が高められて有効通電部となるのである。
【００１５】本発明者は、一対のニップローラー３、３′を設けた場合には、各ニップローラ−の接触圧は低下させなければニップローラー全体としての接触圧が上昇して蛇行が発生し、また線ＢとＣの間も接触圧が上昇するためにニップローラー１つの接触圧はさらに低下させなければならず、一方接触圧を低下させると電気抵抗が上昇するのではないかという点に危惧を持っていた。しかしながら、実際に実験してみるとその理由は定かではないが、一対のニップローラ−３、３′の接触圧を低下させてフィルム状導体１の蛇行を防止しても電気抵抗を低く保てることが判明した。このように本発明によれば一対のニップローラー３、３′を設け、各ニップローラーの接触圧を低く制御することによって全体としての接触圧を上昇することなく、すなわち蛇行の発生を防止しつつ、電気抵抗を低く保つことが可能となった。なお本発明に係る連続電気メッキ装置は薄い銅板やニッケル板などの金属板の表面にメッキを施したり、表面処理をする際にも有効に使用できることはいうまでもない。
【００１６】
【実施例】［実施例１］片面に厚み０．１μｍの銅皮膜を設けた厚さ２５μｍ、幅５１４ｍｍの銅被覆ポリイミドフィルムの該銅皮膜上に、層厚が８μｍとなるように図１に示した連続電気メッキ装置を用いて銅の電気メッキを行った。この際、給電ローラーは直径１００ｍｍ、長さ８００ｍｍ、ニップローラーは直径２５ｍｍ、長さ８００ｍｍのものであり、ニップローラーの上に振動発生器としてタタキバイブＥＶ２７９型（松下電工（株）製：商品名）を取り付けた。なお各ローラーはその表面がポリフッ化エチレン系樹脂で被覆したものを用いた。なおフィルム搬送速度は６０ｍ／ｈｒ、搬送張力は送出し装置側で２ｋｇｆ、巻取り装置側で６ｋｇｆとし、用いたメッキ液の組成とメッキ条件は下記する表１の通りである。
【００１７】
【表１】（メッキ液組成）
硫酸銅８０ｇ／リットル硫酸１８０ｇ／リットル塩素イオン５０ｍｇ／リットル（メッキ条件）
温度２５℃陰極電流密度２Ａ／ｄｍ^２時間９０分間
【００１８】以上のメッキ装置およびメッキ条件にて電気メッキを行った結果を下記する表２に示す。
【００１９】［実施例２］図２に示したように実施例１と同様なニップローラーと振動発生器の間に直径５０ｍｍ、長さ８００ｍｍのバックアップローラーを介在させた以外は実施例１と同様なメッキ装置およびメッキ条件にて電気メッキを行った。その結果を下記する表２に併せて示す。
【００２０】［実施例３］図３に示したように実施例１と同様なニップローラーを一対設け、各ニップローラーと振動発生器の間に直径５０ｍｍ、長さ８００ｍｍのバックアップローラーを介在させた以外は実施例１と同様なメッキ装置およびメッキ条件にて電気メッキを行った。その結果を表２に併せて示す。
【００２１】［実施例４］ニップローラーの長さを銅被覆ポリイミドフィルムの幅より短い５００ｍｍとした以外は実施例１と同様なメッキ装置およびメッキ条件にて電気メッキを行った。その結果を表２に併せて示す。
【００２２】［比較例１］振動発生器を用いなかった以外は実施例１と同様なメッキ装置およびメッキ条件にて電気メッキを行った。その結果を表２に併せて示す。
【００２３】
【表２】
最大蛇行幅メッキ面メッキ面の表面粗さ（ｍｍ）の皺（Ｒｍａｘ）（μｍ）
実施例１４無し２．３実施例２４無し１．１実施例３４無し０．２実施例４３無し０．１比較例１１０多数有り１０．３^＊
【００２４】＊目視で観察できるほどの微細な凹凸有り。
なお表２には、搬送中のフィルム状導体に観察された最大蛇行幅、蛇行が原因で発生した皺がメッキ後まで皺として残存した不良の有無、およびスパークあるいは金属粉の析出などにより微細な凹凸を有するメッキ面の表面粗さを示したものである。
【００２５】表２より分かる通り、本発明である実施例１〜４はいずれも蛇行が抑制されたためにメッキ面の皺不良の発生は認められず、またスパークや金属粉の析出が発生し難くなっているために比較例と比べでメッキ面が非常に平滑になっていた。なお実施例１〜４および比較例によるメッキではＩＰＣ−ＴＭ−６５０−２．２．４（ｍｅｔｈｏｄＢ）による寸法安定性評価結果はいずれも±０．１％以下で品質基準を満足していた。
【００２６】
【発明の効果】以上述べたとおり本発明によれば、ニップローラーを周期的に振動させるために、長尺のフィルム状導体上に連続的に電気メッキを施すに際して、低張力で該フィルム状導体を搬送させても蛇行が防止できメッキ表面に欠陥のない電気メッキが可能となり、したがって高い生産性を達成できる連続電気メッキ装置を提供することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る連続電気メッキ装置の一実施例を示す全体概略図である。
【図２】本発明に係る連続電気メッキ装置の他の実施例を示す全体概略図である。
【図３】本発明に係る連続電気メッキ装置のさらに別の実施例を示す全体概略図である。
【図４】本発明に係る実施例を示す部分拡大図で、（ａ）は図２の実施例の部分拡大図、（ｂ）は図３の実施例の部分拡大図である。
【符号の説明】
１フィルム状導体
２給電ローラー
３、３′ ニップローラー
４メッキ槽
５シンクローラー
６送り出し装置
７巻き取り装置
８バックアップローラー
９振動発生器
１０メッキ用アノード
１１メッキ液

【特許請求の範囲】
【請求項１】給電ローラーと少なくとも１つのニップローラーとの間に長尺のフィルム状導体を挟持するとともに、該フィルム状導体に前記給電ローラーより給電して連続的に電気メッキを施すメッキ装置において、前記ニップローラーを直接あるいは間接に振動させるための振動発生器が配設されていることを特徴とする連続電気メッキ装置。
【請求項２】前記ニップローラーと前記振動発生器との間にバックアップローラーを介在せしめて該ニップローラーを間接に振動させることを特徴とする請求項１記載の連続電気メッキ装置。
【請求項３】前記ニップローラーを一対として設け、該一対のニップローラーと前記振動発生器との間に単一のバックアップローラーを介在せしめて該一対のニップローラーを間接に振動させることを特徴とする請求項１記載の連続電気メッキ装置。
【請求項４】前記ニップローラーは、その長さが前記フィルム状導体の幅を超えないものであることを特微とする請求項１〜３のいずれか１項記載の連続電気メッキ装置。

【図１】