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JP3463048B2 - 金属箔電解製造装置 - Google Patents

金属箔電解製造装置

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JP3463048B2
JP3463048B2 JP2001175392A JP2001175392A JP3463048B2 JP 3463048 B2 JP3463048 B2 JP 3463048B2 JP 2001175392 A JP2001175392 A JP 2001175392A JP 2001175392 A JP2001175392 A JP 2001175392A JP 3463048 B2 JP3463048 B2 JP 3463048B2
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JP
Japan
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drum
metal foil
shaped cathode
electrolytic
peripheral surface
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善也 松井
尚光 井上
善和 田尾
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Mitsui Mining and Smelting Co Ltd
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Mitsui Mining and Smelting Co Ltd
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Publication date
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  • Electroplating Methods And Accessories (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、金属箔の電解製造
装置に関し、特に、ドラム状陰極の周面に電解反応によ
り金属を電着して金属箔を形成する際の該周面における
金属の初期電着を均一化させる技術に関する。
【0002】
【従来の技術】近年、金属箔は、プリント配線板材料で
ある電解銅箔を代表として、様々な用途に利用されて大
量に製造されている。この金属箔の製造方法としては、
電解反応を利用したものが知られている。
【0003】この電解反応を利用した金属箔電解製造装
置としては、例えば、図1に示すドラム状陰極を用いて
金属箔を連続的に製造するものがある。この金属箔電解
製造装置1は、一定方向に回転するドラム状陰極2と、
ドラム状陰極2の周面3下方略半分に対向するように配
置した陽極4と、ドラム状陰極2と陽極4との間にドラ
ム状陰極2の下方側から電解液5を供給する液供給手段
6とを備えている。
【0004】この金属箔電解製造装置1では、液供給手
段6から供給する電解液5を、ドラム状陰極2と陽極4
とにより形成される液流出口7、つまり、ドラム状陰極
2の周面3上方略半分の位置に形成される2つの液流出
口7からオーバーフローさせながらドラム状陰極2の周
面3へ電解反応により金属を電着し、電着した金属箔8
を該周面3から連続的に剥がし取るようになっている。
【0005】この金属箔電解製造装置により得られた金
属箔は、例えば、プリント配線板材料となる電解銅箔で
は次のように用いられる。上記した金属箔電解製造装置
に硫酸銅電解液を用いて得られる電解銅箔は、後に防錆
等の表面処理が行われ、表面処理銅箔とされる。そし
て、この表面処理銅箔と樹脂基材とを積層し、高温加圧
接合することにより、プリント配線板用の銅張積層板が
形成されるのである。
【0006】この電解銅箔は、銅張積層板又はプリント
配線板の基本材料となるものであり、銅張積層板やプリ
ント配線板の諸特性を決定するため、箔厚み、表面粗
度、伸び、抗張力のような強度等の銅箔特性を管理して
製造することが非常に重要である。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】ところで、プリント配
線板の種類によっては、銅張積層板にした後、Ni−A
uメッキ等を施すために、銅張積層板の銅箔表面をソフ
トエッチング処理する場合がある。上記した金属箔電解
製造装置から得られた電解銅箔を用いて銅張積層板を形
成し、その銅張積層板の銅箔表面をソフトエッチング処
理すると、図2に示すようなエッチングムラEを発生す
ることが最近判明したのである。
【0008】このエッチングムラは外観的には非常に薄
いものであるが、このエッチングムラの上に、薄いメッ
キ厚のNi−Auメッキ処理を行うと、メッキ外観が悪
くなる。また、このような不均一なNi−Auメッキ処
理では、後工程でのAu線ボンディングに悪影響を及ぼ
すことが懸念されていた。
【0009】本発明は、以上のような事情のもとになさ
れたものであり、ドラム状陰極の周面に電解反応で金属
を電着し、該周面から金属箔を剥がし取って金属箔を製
造する金属箔電解製造装置において、該金属箔をソフト
エッチングした際に生じるエッチングムラを解消できる
金属箔の製造技術を提供するものである。
【0010】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明者等は、銅張積層板をソフトエッチング処理
した際のエッチングムラを検討したところ、銅張積層板
の製造工程や電解銅箔の表面処理工程が原因ではなく、
金属箔電解製造装置により得られた電解銅箔自体にその
原因があることを突き止めた。
【0011】図2に示すエッチングムラEは、いわゆる
波打ち状態のものが、絶え間なく連続的に発生してお
り、銅箔全幅に亘って存在していた。そこで、銅張積層
板とすることなく、且つ、表面処理を行う前の電解銅箔
自体をソフトエッチング処理したところ、電解銅箔の光
沢面側に、銅張積層板の時と全く同様なエッチングムラ
を発生することが確認されたのである。
【0012】この電解銅箔の光沢面とは、ドラム状陰極
の周面に電着した側の表面のことをいい、電着終了面で
ある粗化面と呼ばれる面の裏面に相当する表面のことい
う。銅張積層板の形成では、樹脂基材に接合させる銅箔
表面は、電解銅箔の粗化面側であり、銅張積層板となっ
た際に露出する銅箔表面は、電解銅箔の光沢面側とな
る。従って、銅張積層板を形成した際に銅箔表面をソフ
トエッチングした際に生じるエッチングムラは、電解銅
箔の光沢面に原因があることが明らかとなった。
【0013】そして、本発明者等は、上記した金属箔電
解製造装置により製造される電解銅箔の電着挙動につい
て詳細に検討したところ、電解銅箔の光沢面におけるエ
ッチングムラは、ドラム状陰極の周面における初期電着
に起因することを見出したのである。
【0014】ここで、図1に示す金属箔電解製造装置1
の矢印Aで囲まれた部分を拡大した図3をもとに、ドラ
ム状陰極の周面における電着挙動について説明する。図
3に示すように、一定方向に回転するドラム状陰極2の
周面3では、周面3上方略半分の位置で、ドラム状陰極
2と陽極4とにより形成される液流出口7から矢印で示
すようにオーバーフローする電解液5と、接触する部分
から初期電着が開始することになる。
【0015】この図2の矢印B方向からドラム状陰極2
の周面3を見ると、図3に示すように、オーバーフロー
する電解液面9は、ドラム状陰極2の周面3幅方向で波
を打った状態であった。この電解液面9の波頭形状を観
察した結果、図2で示したエッチングムラEと殆ど同じ
形状を呈していた。このことから本発明者等は、ドラム
状陰極の周面における初期電着について次のような推測
した。
【0016】ドラム状陰極2の周面3では、液流出口7
からオーバーフローする電解液面9と接触を開始した部
分から初期電着が始まることになるが、この初期電着は
周面3幅方向で見ると、図3に示すように電解液面9の
波頭形状に沿って生じることになる。この場合、陽極4
の上端位置は固定しているので、電解液面5の波頭形状
おける山と谷とでは、陽極4との距離が異なるものであ
る。その結果、初期電着時の電流密度は、電解液面9の
波頭形状における山と谷とでは異なるものとなる。つま
り、周面3の幅方向で見た場合の初期電着は、液流出口
7からオーバーフローする電解液面9の波頭形状に沿っ
て、不均一に行われることとなるのである。
【0017】このような初期電着後、ドラム状陰極2の
回転により該周面3は電解液5中に完全に浸漬し、金属
の電着を進行して所定厚みの金属箔が形成され、周面3
から剥がし取られるのである。つまり、図1に示す金属
箔電解製造装置から得られる電解銅箔では、上記した初
期電着の履歴のある光沢面を有したものとなる。このよ
うな初期電着の結果、電解銅箔の光沢面をソフトエッチ
ング処理すると、初期電着状態に起因したエッチングム
ラを発生するのである。
【0018】以上のような鋭意研究の結果、本発明者ら
は、ソフトエッチング処理における光沢面側のエッチン
グムラを解消すべく、ドラム状陰極の周面における初期
電着を制御するという本発明を想到するに至った。
【0019】本発明は、一定方向に回転するドラム状陰
極と、ドラム状陰極の周面下方略半分に対向するように
配置した陽極と、ドラム状陰極と陽極との間にドラム状
陰極の下方側から電解液を供給する液供給手段とを備え
ており、液供給手段から供給する電解液を、ドラム状陰
極と陽極とにより形成される液流出口からオーバーフロ
ーさせながら、電解反応によりドラム状陰極の周面へ金
属を電着し、電着した金属箔を該周面から連続的に剥が
し取るものである金属箔電解製造装置において、回転す
るドラム状陰極の周面が電解液に進入する側の液流出口
からオーバーフローする電解液面に対し、該電解液面の
波頭をドラム状陰極幅方向で均等化する波消体が、ドラ
ム状陰極の周面に近接して配置されたものとした。
【0020】本発明によると、ドラム状陰極の周面に近
接した位置に波消体を配置しているため、初期電着が開
始される側の液流出口からオーバーフローする電解液面
の波頭が、周面の幅方向に亘って均等化、即ち、電解液
面の波頭形状を打ち消すことになる。従って、電解液面
の波頭形状は波消体により均等化され、初期電着は周面
幅方向に均等に生じることとなる。この波消体を配置し
た金属箔電解製造装置により得れた電解銅箔は、本発明
者の推測通り、その光沢面にはソフトエッチング処理に
よりエッチングムラを生じないものとなった。
【0021】本発明に係る波消体は、初期電着を開始す
る電解液面の波頭形状を、周面幅方向に亘って直線的に
均等化された状態にする必要がある。そのため、ドラム
状陰極の周面にできるだけ近接した状態で配置すること
が必要である。周面から離れすぎると、初期電着を解す
る電解液面が波状になり、ソフトエッチング時における
エッチングムラとなる初期電着を生じやすくなるからで
ある。また、波消体を周面に接触させることによっても
同様な効果を期待されるが、本発明の金属箔電解製造装
置では、ドラム状陰極が連続的に回転するため、波消体
を接触させるとドラム状陰極の周面を破損したり、周面
に異物の付着を生じたりして、安定的に金属箔の製造が
行えなくなることが想定され、推奨できる手法といえな
い。但し、回転するドラム状陰極の周面を破損すること
なく、異物の付着がないような材質の波消体であれば、
周面に接触した状態に配置することも可能である。
【0022】また、本発明に係る波消体は、ドラム状陰
極周面に対して近接離間自在としてあることが好まし
い。本発明における金属箔電解製造装置は、製造する金
属箔の種類によっては、陽極とドラム状陰極との極間距
離、電解液の供給量などの装置条件や製造条件が大きく
異なるもので、液供給口からオーバーフローする電解液
面の波頭形状も多様なものとなる。そこで、電解液面の
波頭形状に合わせて、波消体をドラム状陰極の周面に近
接離間させ、周面幅方向に亘って電解液面の波頭形状を
均等化できるようにすれば、製造条件等に拘わらず、初
期電着を均等化することが容易となる。
【0023】
【発明の実施の形態】以下、本発明の好適な実施形態に
ついて説明する。
【0024】本実施形態における金属箔電解製造装置
は、図1に示す構造を有している。金属箔電解製造装置
1は、一定方向に回転するドラム状陰極2と、このドラ
ム状陰極2の周面3形状に沿って対向配置された陽極4
とを備えている。また、このドラム状陰極2と陽極4と
は、図示せぬ給電装置と接続されている。このドラム状
陰極2は、その周面3上方略半分が電解液5に浸漬する
ように電解槽10内に配置されている。また、陽極4は
二分割されており、その分割された陽極4間にドラム状
陰極2下方から電解液5を供給するための電解液供給手
段6が設けられている。この電解液供給手段6からドラ
ム状陰極2に向けて電解液5を供給すると、図1の破線
で示すように、電解液5はドラム状陰極2の周面形状に
沿って上昇するように流動し、ドラム状陰極2と陽極4
と間に形成された液流出口7から電解槽10にオーバー
フローするようになっている。ドラム状陰極2の周面3
へ電解反応により形成された金属箔8は、周面3から剥
がされ、ガイドロール11を介して巻き取りロール12
に巻き取られる。
【0025】図5には、本実施形態の金属箔電解製造装
置について、図1の一点鎖線Aで囲まれた部分の拡大図
を示している。図5のように、本実施形態の金属箔電解
製造装置では、一定方向に回転するドラム状陰極2の周
面3が電解液5に進入する側の液流出口7の近傍に、ド
ラム状陰極2の幅と略等しい長さを有した板状波消ブロ
ック13を配置している。この板状波消ブロック13
は、ドラム状陰極幅方向で両端側が、図示せぬ移動機構
と接続されており、ドラム状陰極2の周面3に対して板
状波消ブロック13を近接離間できるようにされてい
る。この板状波消ブロック13は絶縁材料で形成されて
いるので、初期電着時の周面と接触する電解液面9に流
れる電流を減少させることができ、板状波消ブロックの
波消し効果と相乗して、ドラム状陰極の周面幅方向にお
ける初期電着状態をより均等化できる。
【0026】次ぎに、図1及び図5により説明した本実
施形態の金属箔電解製造装置により、金属箔として電解
銅箔を製造し、その電解銅箔をソフトエッチング処理し
た結果について説明する。
【0027】金属箔として電解銅箔を製造する場合、周
面表面がTi製のドラム状陰極(直径3m、幅1.35
m)と、DSAと呼ばれる不溶性陽極とを用い、ドラム
状陰極と不溶性陽極との間隙が約20mmとなるように
配置した銅箔電解製造装置を使用した。そして、板状波
消ブロックは、塩化ビニール製(高さ55mm、厚み4
0〜45mm、長さ1.35m)で形成したのものを使
用した。そして、ドラム状陰極の周面に対向する板状波
消ブロックは、周面から10mm離れた状態になるよう
に固定した。
【0028】電解液としては硫酸銅溶液を用い、約70
0〜900L/minの流量で電解液供給手段より電解
液を供給したところ、板状波消ブロックを配置していな
い状態では、液流出口からオーバーフローする電解液
面、即ち、初期電着が開始する電解液面は、約1〜3c
m程度の高低がある波形状を呈していた。一方、板状波
消ブロックを上記した位置に配置したところ、電解液面
は板状波消ブロックで押さえ付けられた状態となり、電
解液面の波形状は全く解消され、初期電着が開始する電
解液面は、周面幅方向で、直線的に均等化された状態に
なった。
【0029】このように板状波消ブロックを配置して1
8μm厚みの電解銅箔を製造し、その電解銅箔をソフト
エッチング液(濃硫酸100mL/L+35%過酸化水
素水20mL/L、液温30℃)に浸漬して、約1分間
のソフトエッチング処理を行った。洗浄、乾燥後、電解
銅箔の表面観察を行った。その結果、従来の板状波消ブ
ロックを配置していない場合に生じた光沢面側における
エッチングムラは、全く確認されなかった。
【0030】
【発明の効果】本発明によれば、ドラム状陰極の周面に
電解反応により金属を電着して金属箔を形成する際の該
周面における金属の初期電着を、該周面幅方向で均一化
することができる。そのため、金属箔電解製造装置から
得られる電解銅箔をソフトエッチング処理した際に生じ
る光沢面におけるエッチングムラを完全に解消すること
が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】金属箔電解製造装置の概略断面図。
【図2】ソフトエッチング後の電解銅箔の光沢面側外観
図。
【図3】金属箔電解製造装置の部分拡大断面図。
【図4】金属箔電解製造装置の拡大正面図。
【図5】本実施形態の金属箔電解製造装置の部分拡大断
面図。
【符号の説明】
1 金属箔電解製造装置 2 ドラム状陰極 3 周面 4 陽極 5 電解液 6 液供給手段 7 液流出口 8 金属箔 9 電解液面 10 電解槽 11 ガイドロール 12 巻き取りロール 13 板状波消ブロック E エッチングムラ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 田尾 善和 埼玉県上尾市鎌倉橋656−2 三井金属 鉱業株式会社 銅箔事業本部 銅箔事業 部内 (56)参考文献 特開 平1−198495(JP,A) 特開2001−11686(JP,A) 特開 平9−157883(JP,A) 特公 昭45−6922(JP,B1) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) C25D 1/04

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 一定方向に回転するドラム状陰極と、ド
    ラム状陰極の周面下方略半分に対向するように配置した
    陽極と、ドラム状陰極と陽極との間にドラム状陰極の下
    方側から電解液を供給する液供給手段とを備えており、 液供給手段から供給する電解液を、ドラム状陰極と陽極
    とにより形成される液流出口からオーバーフローさせな
    がら、電解反応によりドラム状陰極の周面へ金属を電着
    し、電着した金属箔を該周面から連続的に剥がし取るも
    のである金属箔電解製造装置において、 回転するドラム状陰極の周面が電解液に進入する側の液
    流出口からオーバーフローする電解液面に対し、該電解
    液面の波頭をドラム状陰極幅方向で均等化する波消体
    が、ドラム状陰極の周面に近接して配置されたことを特
    徴とする金属箔電解製造装置。
  2. 【請求項2】 波消体は、ドラム状陰極周面に対して近
    接離間自在とされた請求項1に記載の金属箔電解製造装
    置。
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KR102065221B1 (ko) * 2017-12-22 2020-01-10 주식회사 포스코 합금 포일 제조장치 및 이를 이용하여 제조된 합금포일

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