JP5862917B2 - 長尺導電性基板の電気めっき方法およびこの方法を用いた銅被覆長尺導電性基板の製造方法並びにロール・ツー・ロールタイプの電気めっき装置 - Google Patents

Description

本発明は、フレキシブル配線基板に用いられている銅被覆ポリイミド基板等の長尺導電性基板の製造技術に係り、より詳しくはめっき層表面に凹部のない高品質のめっき被膜を有する銅被覆長尺導電性基板の製造方法及びロール・ツー・ロールタイプの電気めっき装置に関するものである。

フレキシブル配線基板の一例として液晶画面表示用のドライバＩＣチップを実装する手法としてＣＯＦ（Ｃｈｉｐ ｏｎ Ｆｉｌｍ）が注目されている。このＣＯＦは、従来の実装法であるＴＣＰ（Ｔａｐｅ Ｃａｒｒｉｅｒ Ｐａｃｋａｇｅ）に比べてファインピッチ実装が可能であり、ドライバＩＣチップの小型化やコストダウンを図ることが容易な実装法である。

一般的に、ＣＯＦには例えば高耐熱性、高絶縁性樹脂であるポリイミドフィルムと導電体である金属層を接合させることによって得られる銅被覆ポリイミド基板を使用することが知られている。このＣＯＦ基板は、銅被覆ポリイミド基板の金属層にフォトリソグラフィー法を用いるサブトラクティブ法によって微細な配線パターンを形成し、さらに所望の箇所にすずめっきおよびソルダーレジストを被覆することによって実装に使用されるものである。

ここで、サブトラクティブ法でフレキシブル配線基板を作製する場合の説明をすると、まず、銅被覆ポリイミド基板の金属層表面にレジスト層を設け、そのレジスト層の上に所定の配線パターンを有するマスクを設け、その上から紫外線を照射して露光し、現像して金属層をエッチングするためのエッチングマスクを得て、次いで露出している金属部をエッチングして除去し、次いで残存するレジスト層を除去し、水洗し、要すれば配線のリード端子部等に所定のめっきを施して作製する。

ポリイミドフィルムの表面に金属層を形成する方法には、ポリイミドフィルムと電解銅箔等を接着剤で貼り合わせる３層基板の製造方法とメタライジング法がある。
このうちメタライジング法は、まず、乾式めっき法によってニッケル−クロム系合金等の金属層を形成し、引き続き良好な導電性を付与するために乾式めっき法によって銅等の金属層を形成する。このニッケル−クロム系合金等の金属層と銅等の金属層の積層をシード層という。さらに、シード層の表面に電気めっき法を用いて、または無電解めっき法と電気めっき法を併用することによって金属層の膜厚を厚くし、所望の膜厚の金属層を形成する。このメタライジング法により製造される銅被覆ポリイミド基板は、３層基板に比べて接着剤の影響を受けず、高温安定性をはじめとするポリイミド本来の特徴を利用した銅被覆ポリイミド基板を得ることができるという利点を有している。

このシード層の表面に形成される金属層に銅を選択する場合、通常は電気めっき法を用い、その陽極に溶解性の含リン銅ボールを用いる（特許文献１参照）が、この手法では、陽極の含リン銅ボールが溶解することで、めっき液中に銅イオンを供給している。その際、含リン銅ボール中の不純物が陽極スライムと呼ばれる残渣としてめっき液中に拡散し、めっき液を汚染する。これらの汚染物質がめっき基板に付着することにより、めっき被膜の表面に凹凸、すなわち陽極スライムに起因するめっきノジュールの発生を引き起こすと考えられている。めっき被膜の表面に凹凸が存在すると、配線加工時や実装時に断線が発生し、信頼性を大きく低下させる要因となる。

これに対し、原理的に陽極スライムが発生しないめっき法として、不溶解性陽極を用いる手法が提案されている。
この不溶解性陽極は、金属製錬などにおいて余剰の金属や不純物を電解採取する工程で古くから用いられているものである（特許文献２参照）。

この不溶解性陽極を用いる手法が、近年電気めっき工程における陽極スライムに起因する問題の解決に利用され、溶解性の金属陽極の代替として、イオン交換膜でめっき液から隔てた陽極室内に不溶解性陽極を配置し、銅めっき処理を行う際に、銅イオンの供給源として酸化銅を充填した専用の槽を設置し、めっき処理を行う槽とこの槽のめっき液を循環させてめっき液中の銅イオン濃度を制御するめっき法が提案されている（特許文献３参照）。

特開２０００−２５６８９１号公報 特開平１０−６０６７８号公報 特開２００４−２６９９５５号公報

しかしながら、前記の従来技術において、不溶解性陽極を用いた銅電気めっき法は、従来からの溶解性の陽極を用いた銅電気めっき法における陽極スライムの発生による配線加工時や実装時の断線の抑制には大きく貢献するが、昨今の配線のファインピッチ化の進展や銅被覆ポリイミド基板等の用途拡大によって求められている、銅めっき層表面に発生する凸や凹みなどをはじめとする欠陥を可能な限り少なくする方法としては十分とは言い得ないものである。

本発明はこのような実状に鑑み、金属めっき層表面の凹みを極めて少なくし、基板の配線加工時や実装時の断線をさらに抑制し得る高品質の銅被覆ポリイミド基板を製造することが可能な長尺導電性基板の電気めっき方法およびこの方法を用いた銅被覆長尺導電性基板の製造方法並びにロール・ツー・ロールタイプの電気めっき装置を提案しようとするものである。

このような課題を解決するため、本発明者は、銅めっき層表面の欠陥が少ない銅被覆ポリイミド基板等の長尺導電性基板の製造方法を鋭意検討した結果、電気めっき工程において不溶解性陽極を搬送方向において電気的に２つ以上に分割配置し、かつそれぞれの不溶解性陽極毎に独立して電流密度を制御するように構成し、それぞれの不溶解性陽極に印加する電流値を変化させることにより、銅めっき層表面の凹みを大幅に減少させることができることを知見し、本発明を見出した。

即ち、本明に係る長尺導電性基板の電気めっき方法は、長尺導電性基板の幅方向が水平方向になるように前記長尺導電性基板を搬送してめっき液に浸漬し、前記長尺導電性基板の表面に複数の不溶解性陽極を用いた電気めっき法による湿式めっき法で金属めっき被膜層を成膜する長尺導電性基板の電気めっき方法において、
前記複数の不溶解性陽極を、搬送方向において、少なくとも電気的に２つ以上に分割し、かつ分割された不溶解性陽極の内、前記めっき液の深さ方向において、最下部に位置する不溶解性陽極を下部陽極、前記下部陽極の上方に位置する陽極を上部陽極とし、電気めっきの総膜厚が２μｍ以下の成膜を行う上部陽極の電流密度を６ｍＡ／ｃｍ^２以上、且つ下部陽極の電流密度を２ｍＡ／ｃｍ^２以下に制御することを特徴とする。

又、本発明に係る銅被覆長尺導電性基板の製造方法は、本発明に係る長尺導電性基板の電気めっき方法を用いることと、前記長尺導電性基板が長尺樹脂フィルムの少なくとも片面に接着剤を介さずに乾式めっき法で導電性のシード層を成膜したシード層付長尺樹脂フィルムであることと、電気めっき法による湿式めっき法の金属めっき被膜が銅めっき被膜であることを特徴とするものである。

さらに、本発明に係るロール・ツー・ロールタイプの電気めっき装置は、幅方向が水平方向になるように搬送される長尺導電性基板の搬送方向に配置された複数の不溶解性陽極により前記長尺導電性基板の表面に電気めっき法による湿式めっき法で金属めっき被膜層を成膜するロール・ツー・ロールタイプの電気めっき装置において、
前記不溶解性陽極は、側断面が平坦部分及び湾曲部分からなるＪ字状で、
電解セル内の底部に設置された搬送ガイドローラーを介してセル内を下降および上昇するように搬送される幅方向が水平方向となる長尺導電性基板に対向するように設置され、
前記長尺導電性基板の搬送方向において電気的に２つ以上に分割され、かつ分割された不溶解性陽極の内、最下部に位置する不溶解性陽極下端に形成した湾曲部が、めっき液槽内の搬送用ガイドロールに沿うように対向して配置され、
且つ前記分割された不溶解性陽極毎に独立して電流密度が制御される仕組みを有し、電気めっきの総膜厚が２μｍ以下の成膜を行う際に、前記分割された不溶解性陽極のうち最下部に位置する不溶解性陽極の電流密度を２ｍＡ／ｃｍ ^２ 以下、前記最下部に位置する不溶解性陽極の上方に位置する不溶解性陽極の電流密度を６ｍＡ／ｃｍ ^２ 以上に制御することを特徴とするものである。
なお、前記複数の不溶解性陽極は、白金又は鉛を用いた金属陽極、あるいはチタン製フレームに酸化イリジウム、酸化ロジウム、酸化ルテニウムから選ばれる少なくとも１種の導電性を有するセラミック被膜を焼成によりコーティングしたセラミックス系陽極であることを好ましい態様とするものである。前記複数の不溶解性陽極は、メッシュ状であってもあるいは陽イオン交換膜による隔膜を配しても好ましい形態とするものである。

本発明によれば、長尺導電性基板への電気めっきの生産性を向上できるとともに、電気めっき層表面に直径５μｍ以上の凹みによる欠陥の極めて少ない高品質の電気めっき被膜を成膜することが可能となる。又、加工精度が高く、ファインピッチ化に有用な銅被覆ポリイミド基板を得ることが可能である。より詳しくは、本発明により得られる銅被覆ポリイミド基板は、配線加工時の断線の原因となる銅めっき層表面の凹みの大幅な減少により加工精度を高めることができる。具体的には直径２０μｍ以下のサイズの凹みの数を４分の１以下に抑えることが可能となり、３０μｍピッチ以下のファインピッチＣＯＦに好適であり、工業的価値が極めて大きい。

銅被覆長尺導電性基板の一実施例として示す銅被覆ポリイミド基板の一般的な製造工程を示すフロー図である。 本発明による銅被覆ポリイミド基板の断面図である。 本発明に係るロール・ツー・ロールタイプの電気めっき装置の一実施例を示す概略側面図である。 図３に示す電気めっき装置の電気めっきセルの一部を拡大して示す概略側面図である。 図３および図４に示す電気めっき装置の電気めっきセルの不溶解性陽極の一部を拡大して示す概略正面図である。 図３に示す電気めっき装置で隔膜を備えた陽極の電気めっきセルの一部を拡大して示す概略側面図である。

本発明のロール・ツー・ロールタイプめっき装置および長尺導電性基板のめっき方法を、銅被覆ポリイミド基板の製造方法を例に説明する。
銅被覆ポリイミド基板は、その一般的な製造工程を図１に示すように、原料であるポリイミドフィルム上にスパッタリング処理及び電気めっき処理を施し、所望の金属被膜を形成して製造される。この方法によって製造される銅被覆ポリイミド基板は、接着剤を必要としないため高耐熱性、高絶縁性などのポリイミド本来の特性を利用することができ、実装時に折り曲げて使用することが可能であるため、デバイスの小型化にも大きく貢献することができる。

（１）銅被覆ポリイミド基板：
本発明による銅被覆ポリイミド基板は図２にその断面図を示すように、ポリイミドフィルム２の表面にニッケル−クロム系合金等の下地金属層３と銅薄膜層４と銅めっき被膜層５が積層されて構成されており、下地金属層３と銅薄膜層４の積層体をシード層６と称している。なお、銅めっき被膜層５は、無電解めっき法と併用して形成してもよい。

本発明による銅被覆ポリイミド基板の製造方法としては、まずスパッタリング法によってポリイミドフィルム２の表面にニッケル、ニッケル系合金またはクロム等の下地金属層３を形成する。この下地金属層３の厚みは、特に限定されるものではないが、５〜５０ｎｍが一般的である。下地金属層に用いることができるニッケル系合金は、ニッケル−クロム合金、ニッケル−クロム−モリブデン合金、ニッケル−バナジウム−モリブデン合金等の公知のニッケル合金を用いることができる。但し、下地金属層に用いる金属は、フレキシブル配線基板の絶縁性等やサブトラクティブ法でのエッチング性に留意する必要がある。続いて、下地金属層３の表面に良好な導電性を付与するために引き続き、乾式めっき法のスパッタリング法によって銅薄膜層４を形成する。この工程によって形成される銅薄膜層４の厚みは５０〜５００ｎｍが一般的である。

さらに、下地金属層３と銅薄膜層４の積層体からなるシード層６の表面、すなわち銅薄膜層４表面に銅めっき被膜層５からなる銅層を設ける。この銅めっき被膜層５からなる銅層は、湿式めっき法の一種である電気めっき法、又は、湿式めっき法の一種の無電解めっき法と電気めっき法の併用により、所望の膜厚とする。このシード層の表面に形成される銅層５の膜厚は、例えばサブトラクティブ法によって回路パターンを形成する場合は５〜１８μｍが一般的である。
なお、無電解めっき法と電気めっき法を併用して銅層５を形成する場合には、シード層６の表面に銅を無電解めっきで成膜し、次に無電解めっきによる成膜の表面に電気めっきを行う。

（２）電気めっき装置：
本発明方法を実施するためのロール・ツー・ロールタイプの電気めっき装置は、図３に示すように、めっき液槽１１、巻出ロール１２、搬送用ガイドロール１３、不溶解性陽極（以下、説明の便宜上「陽極」と略称する）１４ａ〜１４ｈ、巻取ロール１５、給電ロール１６ａ〜１６ｅとから構成されている。なお、Ｆはシード層付長尺ポリイミドフィルム、Ｓは銅被覆長尺ポリイミドフィルム（銅被覆ポリイミド基板）である。

ここで、陽極１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄ、１４ｅ、１４ｆ、１４ｇ、１４ｈは、それぞれ電気的に独立した電気めっきセルを構成している。そのため、シード層付長尺ポリイミドフィルムＦの金属膜（例えば銅薄膜層等）の表面が給電ロール１６ａ、１６ｂ、１６ｃ、１６ｄ、１６ｅと接触することで、それぞれ陽極１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄ、１４ｅ、１４ｆ、１４ｇ、１４ｈとの間に電位差が生じて電気めっきが行われる。

又、陽極１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄ、１４ｅ、１４ｆ、１４ｇ、１４ｈは、それぞれに電気的に独立した制御用電源（整流器ともいう。図示せず）の正極に接続されている。この制御用電源の負極は、給電ロール１６ａ、１６ｂ、１６ｃ、１６ｄ、１６ｅと接続されている。すなわち、陽極１４ａは、この陽極１４ａに接続した制御用電源と、給電ロール１６ａと、シード層付長尺ポリイミドフィルムＦとにより電気めっき回路を構成するものである。陽極１４ｂ、１４ｃ、１４ｄ、１４ｅ、１４ｆ、１４ｇ、１４ｈについても同様に電気めっき回路を構成している。

さらに、陽極１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄ、１４ｅ、１４ｆ、１４ｇ、１４ｈは、巻出ロール１２側から段階的に電流密度が上昇するように各陽極に接続された制御用電源により電流密度の制御がなされている。この段階的に電流密度が上昇する制御は、銅めっき被膜層の膜厚などを考慮して適宜定める。
又、電気めっき装置には、シード層付長尺ポリイミドフィルムＦの張力を制御する制御ロール等の長尺ポリイミド（樹脂）フィルムの搬送に用いる公知の各種装置や、めっき液の攪拌や供給等の公知の各種装置を追加することもできる。

図３に示す電気めっき装置１において、めっき液槽１１には硫酸と硫酸銅を主成分とする酸性めっき液が満たされている。シード層付長尺ポリイミドフィルムＦは、巻出ロール１２より幅方向を略水平にして巻き出されて搬送され、給電ロール１６ａによりめっき液槽１１のめっき液中に浸漬するように搬送方向を変えられ、めっき液槽１１内の搬送用ガイドロール１３により反転されてめっき液槽１１のめっき液面方向へ搬送方向を変えられる。さらに、隣接する給電ロール１６ｂ、搬送用ガイドロール１３、給電ロール１６ｃ、搬送用ガイドロール１３、給電ロール１６ｄ、搬送用ガイドロール１３、給電ロール１６ｅの順に搬送されることによりめっき液への浸漬が繰り返される。最終的には、銅被覆長尺ポリイミドフィルムＳ（この状態では電気めっきが完了しているので銅被覆ポリイミド基板となる）は巻取ロール１５により巻き取られる。

図３に示す電気めっき装置１では、シード層付長尺ポリイミドフィルムＦは鉛直にめっき液へ浸漬される。シード層付長尺ポリイミドフィルムＦが浸漬される際の方向は鉛直に限定されるのではなく、めっき液槽１１内のめっき液中へ斜めに浸漬されてもよい。めっき液槽１１へシード層付長尺ポリイミドフィルム（長尺導電性基板）Ｆを浸漬させる方向は、適宜選択できる。

（３）陽極：
本発明の電気めっき装置の電気めっきセルを構成する陽極は、その一例として陽極１４ｇおよび陽極１４ｈを拡大して図４に示すように、側断面が略Ｊ字状であり、シード層付長尺ポリイミドフィルムＦの搬送方向にそれぞれ上部陽極１４ｇ−１、１４ｈ−１、下部陽極１４ｇ−２、１４ｈ−２と２つに分割されている。すなわち、図４では、陽極１４ｇは上部陽極１４ｇ−１と下部陽極１４ｇ−２に、陽極１４ｈは上部陽極１４ｈ−１と下部陽極１４ｈ−２に、それぞれ分割され、上部陽極１４ｇ−１、１４ｈ−１は平坦部分からのみなる部位、下部陽極１４ｇ−２、１４ｈ−２は湾曲部分ならなる部位でそれぞれ形成されている。又、上部陽極１４ｇ−１、１４ｈ−１の上端は、めっき液面１１ｂより下にあり、陽極１４ｇ、１４ｈ全体がめっき液に浸かっている。さらに、下部陽極１４ｇ−２、１４ｈ−２は、それぞれ搬送用ガイドロール１３に添うように該ロールに対向して配置されている。
ここで、電気めっき装置の電気めっきセルを構成する陽極を側断面が略Ｊ字状となるように形成し、その下部の湾曲部位を搬送用ガイドロール１３に添うように該ロールに対向して配置させたのは、搬送用ガイドロール１３に接触しているシード層付長尺ポリイミドフィルムＦに対しても電気めっきを可能することにより生産性の向上をはかるためである。なお、従来のロール・ツー・ロールタイプの電気めっき装置は、陽極が平坦部分のみで構成されているため、搬送用ガイドロール１３で反転させられるシード層付長尺ポリイミドフィルムＦにはめっきを行うことができなかった。

前記陽極１４ｇ、１４ｈは、一例として陽極１４ｇの取付け構造を図５に示すように、電気絶縁性を有するフレーム２１ｇに上部陽極１４ｇ−１と下部陽極１４ｇ−２が搬送方向に電気的に分割されて取付けられ、かつ上部陽極１４ｇ−１はブスバー２４ｇ−１に、下部陽極１４ｇ−２はブスバー２４ｇ−２にそれぞれ電気的に接続されている。ブスバー２４ｇ−２は、フレーム２１ｇの裏面を通るので、上部陽極１４ｇ−１に接触することは無い。ブスバー２４ｇ−１、２４ｇ−２は、めっき浴槽の縁に載置されて、フレーム２１ｇを介して陽極１４ｇが配置されるために、陽極１４ｇは電気めっき装置１への取り付け、取り外しが自在になっている。又、ブスバー２４ｇ−１、２４ｇ−２はそれぞれ独立した制御用電源に接続される。
なお、電気的に分割するとは、分割された陽極の間に電気的な接続がないことである。図５の陽極１４ｇを例にとり説明すると、電気絶縁性を有するフレーム２１ｇに、電気的接触が無いように上部陽極１４ｇ−１と下部陽極１４ｇ−２を配置している。すなわち、図３の電気めっき装置１の電気めっきセルにおいて、陽極はすべて、めっき液の深さ方向で上下に電気的に分割された構成となっている。

このように陽極を搬送方向で電気的に分割するのは、分割されたそれぞれの陽極に個々の制御回路を接続して、分割された陽極ごとに電流を制御することにより任意の電流密度分布を得ることが可能となり、めっき成長をより詳細に制御することができるからである。
なお、フレーム２１ｇの材質はめっき液中でも電気絶縁性が保持でき、めっき液に侵食されない材質を選択すればよく、公知の電気的絶縁性を有するプラスチックやセラミック等を用いると良い。

本発明において、電気めっきの総膜厚が２μｍ以下の成膜を行う陽極すなわち下部陽極の電流密度を２ｍＡ／ｃｍ^２以下と限定したのは、以下に示す理由による。
下部陽極の電流密度が２ｍＡ／ｃｍ^２を超えると、下部陽極での電気めっき膜の成膜速度が速くなり、めっき槽１１の底に堆積している異物を電気めっき膜に取り込み、電気めっき膜の凹部発生の原因となる。シード層付長尺ポリイミドフィルムＦは電気めっきされてめっき層厚が所望の膜厚となる。その所望の膜厚となる過程で電気めっき膜の総膜厚が２μｍ以下のシード層付長尺ポリイミドフィルムＦに電気めっきを施す陽極の下部陽極の電流密度を２ｍＡ／ｃｍ^２以下とするのである。他方、電気めっき膜の総膜厚が２μｍを超えている場合には、下部陽極の電流密度を２ｍＡ／ｃｍ^２以下に抑えなくてもよい。その理由は、電気めっき膜の総膜厚が２μｍを超えている場合には、めっき槽１１の底に堆積している異物を電気めっき膜に取り込んでも配線加工時、および実装時に断線に至る可能性を有する凹みの発生は大幅に抑制されるからである。

なお図４、図５では、陽極は上下に２分割されて構成したものを例に取り説明したが、陽極の分割は２分割に限定されることはなく、２以上に分割されていればよい。又、下部陽極は、略Ｊ字状の湾曲部分のみで形成してもよい。平坦部分のみの陽極と、湾曲部分を含む陽極に分割されていれば、陽極の分割位置や分割される数は、適宜選択される。

陽極の材料としては、白金や鉛などの金属陽極や、チタン製のフレームに酸化イリジウム、酸化ロジウム、あるいは酸化ルテニウムなどの導電性を有するセラミックスを焼成してコーティングしたセラミックス系の陽極などが好適に使用できる。好ましくは、チタン製のフレームに酸化イリジウムおよび酸化ロジウムをコーティングしたセラミックス系の陽極を採用する。この陽極は、セラミックスを用いているために硫酸銅めっき液中でも比較的安定であり、劣化した場合も再度焼成することによって再生可能であるという利点を有している。

又、陽極には、メッシュ状のセラミック系の陽極を用いることができる。メッシュ状にすることで、略Ｊ字状の陽極の湾曲部分に異物などが堆積するのをより効果的に防げるからである。
さらに、図６に示すように陽極１４ｇ、１４ｈを覆うように陽イオン交換膜による隔膜３４ｇ、３４ｈを配してもよい。陽イオン交換膜としては炭化水素系もしくはパーフルオロカーボンのものが好ましい。

（４）長尺導電性基板：
本発明における長尺導電性基板としては、シード層付長尺ポリイミドフィルム以外に、長尺な銅箔等の金属ストリップや長尺な導電性ポリマーフィルム等を用いることができる。
例えば、電解銅箔や圧延銅箔の表面に電気化学的な表面処理を施すことがある。これら銅箔の厚みは適宜選択でき、電解銅箔では厚さ５μｍ〜１５μｍの物も知られている。表面処理は、銅の電気めっきより銅粒子層を形成する粗化処理、クロム合金や亜鉛合金等の電気めっきによる防錆処理がある。銅の電気めっきによる粗化処理では、均一に粗化されることが望ましく直径５μｍ以上の凹が生じることは望ましくない。防錆処理も同様に凹みは望ましくない。なお、このような表面処理を施した銅箔は、接着剤を用いた３層の銅被覆ポリイミド基板や二次電池の集電部材に用いられている。
長尺導電性基板に、金属薄膜を付した樹脂フィルムを用いる場合は、金属薄膜にはニッケルやニッケル系合金、クロムなどが適宜選択できる。樹脂フィルムとしては、ポリイミドフィルム、ポリアミドフィルム、ポリエステルフィルム、ポリテトラフルオロエチレンフィルム、ポリフェニレンサルファイドフィルム、ポリエチレンナフタレートフィルム、液晶ポリマーフィルムから選ばれた樹脂フィルムが挙げられる。特に、ポリイミドのフィルム及びポリアミドフィルムは、はんだリフロー等の高温の接続が必要な用途に適している点で望ましい。さらに望ましくはポリイミドフィルムである。又、絶縁体フィルムの厚さは、８〜７５μｍのものが好適に使用することができる。なお、ガラス繊維等の無機質材料を適宣添加することもできる。
これまで、長尺導電性基板にはシード層付長尺ポリイミドフィルムを用いて本発明をしてきた。長尺導電性基板は、シード層付長尺ポリイミドフィルムに限定されないことはもちろんである。

以下、実施例について説明する。

長尺ポリイミドフィルムに、幅５０ｃｍの東レ・デュポン製のＫａｐｔｏｎ １５０ＥＮ（厚さ３８μｍ）を用い、このポリイミドフィルムに、真空度を０．０１〜０．１Ｐａに保持したチャンバー内で１５０℃、１分間の熱処理を施した。引き続き、このポリイミドフィルム上にスパッタリング法によってクロムを７重量％含有するニッケル−クロム合金層を厚み７ｎｍ形成し、さらに銅層を厚み１００ｎｍ形成してシード層付長尺ポリイミドフィルムＦを得た。スパッタリングにはロール・ツー・ロール方式のスパッタリング装置を用いた。

スパッタリング後、図３に示す電気めっき装置１を用いて電気めっき法によって銅層を厚み８μｍ形成した。このめっき液の基本的な組成は、ｐＨ１以下の硫酸銅溶液であり、これに銅めっき被膜の平滑性等を確保する目的で有機系の添加剤を所定量添加した。
電気めっき工程における陽極は分割されているものを用い、その材質は酸化イリジウム系の陽極である。
なお、各陽極は、陽イオン交換膜からなる隔膜で覆った。陽イオン交換膜には、パーフルオロカーボンを用いた。例えば陽極１４ｇ、１４ｈであれば、図６に示すように隔膜３４ｇ、３４ｈを備える。

陽極へは表１に示すとおり電流密度を印加した。この状態で銅被覆ポリイミド基板を作製して銅めっき層表面の欠陥を評価した。表１に各陽極への電流印加状態を示す。

表面欠陥の評価は、光学的に凹凸検出する凹凸検出装置を用いて、幅４７０ｍｍ、長さ５０ｍｍの範囲内の凹凸の検査を行い、検出された凹凸のうち５μｍ以上２０μｍ以下のサイズに該当するものの５０ｍｍ×５０ｍｍあたりの個数を表２に示す。

陽極へは表１に示すとおり電流密度を印加した。陽極１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄまでの電気めっきでは、電気めっきの総厚は２μｍを超えない。銅被覆ポリイミド基板を作製して銅めっき層表面の欠陥を評価した。表１に各陽極への電流印加状態を示す。また、凹みの検査結果を表２に示す。

［比較例１］
陽極へは表１に示すとおり電流密度を印加した。この状態で銅被覆ポリイミド基板を作製して銅めっき層表面の欠陥を評価した。表１に各陽極への電流印加状態を示す。また、凹みの検査結果を表２に示す。

［比較例２］
陽極へは表１に示すとおり電流密度を印加した。この状態で銅被覆ポリイミド基板を作製して銅めっき層表面の欠陥を評価した。陽極１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄまでの電気めっきでは、電気めっきの総厚は２μｍを超えない。表１に各陽極への電流印加状態を示す。また、凹みの検査結果を表２に示す。

シード層付長尺ポリイミドフィルムの代わりに厚さ１２μｍの電解銅箔を用いた以外は実施例２と同様に、電解銅箔の表面にさらに銅めっきを施し、銅めっき層表面の欠陥を評価した。凹みの検査結果を表３に示す。

［比較例３］
シード層付長尺ポリイミドフィルムの代わりに厚さ１２μｍの電解銅箔を用いた以外は比較例２と同様に、電解銅箔の表面にさらに銅めっきを施し、銅めっき層表面の欠陥を評価した。凹みの検査結果を表３に示す。

本発明の製造方法を実施した実施例１、２、３では、比較例１、２、３に比べて銅めっき層表面の凹みの数が４分の１以下になっていることがわかる。

１ 電気めっき装置
２ ポリイミドフィルム
３ 下地金属層
４ 銅薄膜層
５ 銅めっき被膜層
６ シード層
１１ めっき液槽
１１ｂ めっき液面
１２ 巻出ロール
１３ 搬送用ガイドロール
１４ａ〜１４ｈ 陽極（不溶解性陽極）
１４ｇ−１、１４ｈ−１ 上部陽極
１４ｇ−２、１４ｈ−２ 下部陽極
１５ 巻取ロール
１６ａ〜１６ｅ 給電ロール
Ｆ シード層付長尺ポリイミドフィルム
２１ｇ、２１ｈ フレーム
２４ｇ−１、２４ｇ−２ ブスバー
３４ｇ、３４ｈ 隔膜

Claims (7)

1. 長尺導電性基板の幅方向が水平方向になるように前記長尺導電性基板を搬送してめっき液に浸漬し、前記長尺導電性基板の表面に複数の不溶解性陽極を用いた電気めっき法による湿式めっき法で金属めっき被膜層を成膜する長尺導電性基板の電気めっき方法において、
   前記複数の不溶解性陽極を、搬送方向において、少なくとも電気的に２つ以上に分割し、かつ分割された不溶解性陽極の内、前記めっき液の深さ方向において、最下部に位置する不溶解性陽極を下部陽極、前記下部陽極の上方に位置する陽極を上部陽極とし、電気めっきの総膜厚が２μｍ以下の成膜を行う上部陽極の電流密度を６ｍＡ／ｃｍ^２以上、且つ下部陽極の電流密度を２ｍＡ／ｃｍ^２以下に制御することを特徴とする長尺導電性基板の電気めっき方法。
2. 請求項１に記載の長尺導電性基板の電気めっき方法を用いることと、前記長尺導電性基板が長尺樹脂フィルムの少なくとも片面に接着剤を介さずに乾式めっき法で導電性のシード層を成膜したシード層付長尺樹脂フィルムであることと、電気めっき法による湿式めっき法の金属めっき被膜が銅めっき被膜であることを特徴とする銅被覆長尺導電性基板の製造方法。
3. 前記シード層が、長尺樹脂フィルムの表面に設けられたニッケル、クロムまたはニッケル系合金から選択された下地金属層と、前記下地金属層の表面に設けられた銅薄膜層の積層であることを特徴とする請求項２に記載の銅被覆長尺導電性基板の製造方法。
4. 幅方向が水平方向になるように搬送される長尺導電性基板の搬送方向に配置された複数の不溶解性陽極により前記長尺導電性基板の表面に電気めっき法による湿式めっき法で金属めっき被膜層を成膜するロール・ツー・ロールタイプの電気めっき装置において、
   前記不溶解性陽極は、側断面が平坦部分及び湾曲部分からなるＪ字状で、
   電解セル内の底部に設置された搬送ガイドローラーを介してセル内を下降および上昇するように搬送される幅方向が水平方向となる長尺導電性基板に対向するように設置され、
   前記長尺導電性基板の搬送方向において電気的に２つ以上に分割され、かつ分割された不溶解性陽極の内、最下部に位置する不溶解性陽極下端に形成した湾曲部が、めっき液槽内の搬送用ガイドロールに沿うように対向して配置され、
   且つ前記分割された不溶解性陽極毎に独立して電流密度が制御される仕組みを有し、電気めっきの総膜厚が２μｍ以下の成膜を行う際に、前記分割された不溶解性陽極のうち最下部に位置する不溶解性陽極の電流密度を２ｍＡ／ｃｍ ^２ 以下、前記最下部に位置する不溶解性陽極の上方に位置する不溶解性陽極の電流密度を６ｍＡ／ｃｍ ^２ 以上に制御することを特徴とする本発明に係るロール・ツー・ロールタイプの電気めっき装置。
5. 前記不溶解性陽極が、白金又は鉛を用いた金属陽極、あるいはチタン製フレームに酸化イリジウム、酸化ロジウム、酸化ルテニウムから選ばれる少なくとも１種の導電性を有するセラミック被膜を焼成によりコーティングしたセラミックス系陽極であることを特徴とする請求項４に記載のロール・ツー・ロールタイプの電気めっき装置。
6. 前記不溶解性陽極が、メッシュ状であることを特徴とする請求項４または５に記載のロール・ツー・ロールタイプの電気めっき装置。
7. 前記不溶解性陽極が、陽イオン交換膜による隔膜を配していることを特徴とする請求項４〜６のいずれか１項に記載のロール・ツー・ロールタイプの電気めっき装置。

Images