JP5353261B2 - 金属化長尺樹脂フィルム基板の製造方法及びめっき装置 - Google Patents

Description

本発明は、金属化長尺樹脂フィルム基板の製造方法とその製造に用いるめっき装置に関する。

樹脂フィルムはフレキシブル性を有し、容易に加工できるので、その表面に金属膜や酸化物膜を形成して電子部品や光学部品、包装材料などとして広く産業界で用いられている。例えば、フレキシブル性を有するフレキシブル配線基板が携帯電話など小型電子機器で使用されている。

ところで、フレキシブル配線基板は、樹脂フィルムの一種であるポリイミドフィルムと銅箔の間に接着剤を用いて両者を重ねて張り合わせた３層銅ポリイミド基板からサブトラクティブ法等によって製造される。

近年電子部品の軽薄短小化に伴い、配線を狭ピッチ化する要求が高まっている。従来からの３層銅ポリイミド基板から接着剤を用いない金属化樹脂フィルム基板の一種である金属化ポリイミド基板が要求されている。接着剤が無いことで、接着剤の特性に影響を受けず、ポリイミド本来の安定性を利用して配線の挟ピッチ化を実現可能とした。金属化ポリイミド基板は、液晶ディスプレイのドライバ回路にＣＯＦ（Ｃｈｉｐ ｏｎ Ｆｉｌｍ）として採用されている。

金属化ポリイミド基板を得る方法として、ポリイミドフィルム表面にスパッタリング法や蒸着法で金属膜を積層させた後に電気めっき法や電解めっき法を用いて金属層を厚付けする方法が知られている（例えば、特許文献１や特許文献２を参照。）。また、金属化ポリイミド基板（めっき法２層回路基材）の電解めっき方法も知られている（例えば、特許文献３参照。）。この特許文献３にはプラスチックフィルム基材を電解めっき装置で電解めっきを施す技術が開示されているが、連続操業する場合のプラスチックフィルム基材とこれに続くプラスチックフィルム基材への対応は開示されていない。
ＣＯＦへの要求をみると、液晶ディスプレイの高精細化にともない微細配線化が進んでいる。このような状況で金属化ポリイミド基板の外観品質に対しての要求が厳しくなっている。このような要求としては、外観については銅メッキ層のピンホールに対して対策が先ず必要となり、さらに配線の微細化が進むにつれて金属化ポリイミド基板の銅メッキ層の表面の凹凸などの表面欠陥に対して削減が求められている（例えば、特許文献４参照。）。

特開２００２−２５２２５７号公報 特開２００３−３３４８９０号公報 特開２００７−２４６９６２号公報 特開平９−２８９３６８号公報

上記のように金属化ポリイミド基板がＣＯＦ材料として使用され、凹凸をはじめとする表面欠陥などの外観品質を向上させることが要求されている。

本発明は、上記事情に鑑み、連続操業においても表面欠陥の少ない金属化長尺樹脂フィルム基板の製造方法及びこの基板を製造するためのめっき装置を提供することを目的とする。

本発明者らは上記課題を解決するために、金属化ポリイミドフィルム表面の欠陥の抑制方法を鋭意研究した。この結果、上記目的を達成するための金属化長尺樹脂フィルム基板の製造方法は、長尺樹脂フィルムの少なくとも一方の面に金属膜が形成された金属膜付長尺樹脂フィルムの前記金属膜上に、前記金属膜付長尺樹脂フィルムをその長手方向に搬送しながらめっき液槽で電気めっき膜を形成することにより金属化長尺樹脂フィルム基板を製造する製造方法において、
（１）複数の前記金属膜付長尺樹脂フィルムをその長手方向に電気的および機械的に接続させる互いに隣接する前記金属化長尺樹脂フィルムの間に接続部分を設け、
（２）該接続部分が、前記電気めっき装置の給電体と接触している間は、前記めっき液槽内部のアノード（陽極）と前記給電体の間の電位差の最大値が、操業時の電位差の０．８倍以上１．７倍以下の範囲内になるように前記給電体に流す電流を制御することを特徴とするものである。

ここで、
（３）前記金属膜は、ニッケル、クロムおよび銅から選ばれた金属、または、ニッケル、クロムおよび銅のいずれかを含む合金であり、
（４）前記電気めっきは、銅電気めっきであってもよい。

また、
（５）前記金属膜は、真空成膜法で成膜されたものであってもよい。

さらに、
（６）前記長尺樹脂フィルムはポリイミドフィルムであってもよい。

さらにまた、
（７）前記接続部分は、導電性粘着テープの貼付または導電性接着剤での接着で形成されているものであってもよい。

さらにまた、
（８）前記接続部分と前記金属膜付長尺樹脂フィルムで形成される各段差の高低差が１００μｍ以下であってもよい。

さらにまた、
（９）前記導電性粘着テープの厚みが２０μｍから１００μｍであってもよい。

さらにまた、
（１０）前記金属膜付長尺樹脂フィルムと、前記金属膜付長尺樹脂フィルムに貼付された前記導電性粘着テープの間の電気抵抗が０．１Ω以下であってもよい。

上記目的を達成するための本発明のめっき装置は、めっき液が収容されためっき液槽と、該めっき液槽内に設置されたアノード（陽極）と、長尺樹脂フィルムの少なくとも一方の面に金属膜が形成された金属膜付長尺樹脂フィルムの幅方向を水平に保ってその長手方向に搬送しながら前記金属膜付長尺樹脂フィルムを前記めっき液槽に浸漬させる搬送手段と、前記めっき液槽外にあって前記金属膜付長尺樹脂フィルムの金属膜に給電する給電体と、該給電体に流す電流を制御しながら電力を供給する電源を備えためっき装置において、
（１１）複数の互いに離れて隣接する前記金属膜付長尺樹脂フィルムをその長手方向に電気的および機械的に接続させる前記金属化長尺樹脂フィルムの間に配置された接続部分と、
（１２）前記金属膜付長尺樹脂フィルムの搬送経路上の前記めっき浴槽の前でかつ前記給電手段の前に配置された、前記接続部分を検出する接続部検出手段と、
（１３）前記接続部検出手段が前記接続部分の検出の信号を受けて、前記接続部分が給電体と接触している間は、前記給電体と前記アノード間の電位差の最大値が、操業時の電位差の０．８倍以上１．７倍以下の範囲内になるように前記電源を制御する制御手段とを備えたことを特徴とするめっき装置。

ここで、金属膜付長尺樹脂フィルムとは、樹脂フィルムの表面に金属の薄膜が形成された（付いた）フィルムをいい、金属膜はスパッタリングなどで成膜される。樹脂がポリイミドのものも含まれる。

また、金属化長尺樹脂フィルム基板とは、金属膜付長尺樹脂フィルムの金属薄膜の上に銅などを電気めっきしたフィルムをいう。

また、操業時とは、上記の接続部分が給電体に接していない際に電気めっきを行っている時間帯をいう。

本発明によれば、めっき膜に凹凸など表面欠陥が少ない金属化長尺樹脂フィルム基板を連続的に製造することができ、ＣＯＦなどに見られる挟ピッチ化された配線にも対応した金属化長尺樹脂フィルム基板を歩留まり良く提供可能となる。

本発明のめっき装置の一例を示す概略図である。 金属膜付長尺樹脂フィルムＦの接続部分Ａと給電体である給電ロールとが接触するときの位置関係を示す概略図である。 導電性テープ１を互いに隣接する金属膜付長尺樹脂フィルムＦ間でかつ金属膜Ｆａ上に貼付した例を示す断面図である。 金属膜付長尺樹脂フィルムＦを重ね合わせて導電性テープ１と裏面テープ２で接続部分Ａを形成した例を示す断面図である。 導電性接着剤４を用いて接続部分Ａを形成した金属膜付長尺樹脂フィルムの幅方向からみた例を示す断面図である。 実験例４において接続部分Ａから終端方向に向かって１２０ｍまでの凹凸の出現頻度を表すグラフである。

本発明は、ポリイミドフィルムの表面にニッケル−クロム合金の下地金属層をスパッタリング法で成膜し、下地金属層の表面に銅層をスパッタリング法で成膜して製造した金属膜付長尺樹脂フィルムに銅めっきするめっき装置に実現された。

本発明のめっき装置について図１を参照して説明する。

図１は、本発明のめっき装置の一例を示す概略図である。

めっき装置１０は、金属膜付長尺樹脂フィルムＦを巻き出す巻き出しロール１２とめっき液Ｌが満たされためっき液槽１１と、めっき液槽１１の内部に配置されたアノード（陽極）１４ａ，１４ｂ，１４ｃ，１４ｄ，１４ｅと、めっき液槽１１の外部にあって金属膜付長尺樹脂フィルムＦに電力を給電する給電体の給電ロール（本発明にいう給電体の一例である）１６ａ，１６ｂ，１６ｃ，１６ｄ，１６ｅと、金属膜付長尺樹脂フィルムに電気めっきを施した金属化長尺樹脂フィルム基板Ｓを巻き取る巻取りロール１５とを備えている。巻き出しロール１２とめっき液槽１１内部のロール１３と給電ロール１６と巻取りロール１５により金属膜付長尺樹脂フィルムＦの搬送手段が構成されており、金属膜付長尺樹脂フィルムＦは、その幅方向を水平に保ってその長手方向に搬送されながらめっき液Ｌに浸漬される。

金属膜付長尺樹脂フィルムＦの搬送経路上での最初（一番目）の給電ロール１６ａと巻き出しロール１２との間には、後述する接続部分Ａを検出する接続部分検出手段を構成する光電センサー２１と、光電センサー２１から発せられる接続部分Ａの検出の信号を受信して、各給電ロール１６ａ，１６ｂ，１６ｃ，１６ｄ，１６ｅに電力を供給する各電源２３ａ，２３ｂ，２３ｃ，２３ｄ，２３ｅを制御する制御器（本発明にいう制御手段の一例である）２２とが備えられている。光電センサー２１と制御器２２の間、制御器２２と各電源２３の間は信号線２４、２５で結ばれている。各給電ロール１６ａ，１６ｂ，１６ｃ，１６ｄ，１６ｅと各電源２３ａ，２３ｂ，２３ｃ，２３ｄ，２３ｅとの間は電力線２６で繋がれており、電源２３ａとアノード１４ａ、電源２３ｂとアノード１４ｂ、電源２３ｃとアノード１４ｃ、電源２３ｄとアノード１４ｄ、電源２３ｅとアノード１４ｅの間も電力線（図示せず）で結ばれている。各電源２３は直流電源である。それぞれの給電ロール１６ａ、１６ｂ、１６ｃ、１６ｄ、１６ｅとアノード１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄ、１４ｅは対を成し、それぞれ独立した電源２３ａ、２３ｂ、２３ｃ、２３ｄ、２３ｅから電力を受けており、それぞれが別個の電流制御により電位差の最大値を制御している。

また、給電ロール１６ａ、１６ｂ、１６ｃ、１６ｄ、１６ｅとアノード１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄ、１４ｅの対ごとに電源２３ａ、２３ｂ、２３ｃ、２３ｄ、２３ｅを備えるのでそれぞれの給電ロール１６ａ、１６ｂ、１６ｃ、１６ｄ、１６ｅとアノード１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄ、１４ｅ対は電気的に独立している。同じめっき槽１１内に複数のアノード１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄ、１４ｅを有していても、各給電ロール１６ａ、１６ｂ、１６ｃ、１６ｄ、１６ｅとアノード１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄ、１４ｅの対はそれぞれ電気的に独立している。

制御器２２が行う電源２３の制御は、接続部分Ａの導電性テープ１または導電性接着剤４を検出する光電センサー２１を配置し、給電ロール１６ａ、１６ｂ、１６ｃ、１６ｄ、１６ｅと接続部分Ａが接触するタイミングを把握しておき（何秒後に接触するかを把握しておき）、接続部分Ａが給電ロール１６ａ、１６ｂ、１６ｃ、１６ｄ、１６ｅと接触する直前に電流制御を行うものである。具体的には、制御器２２はプログラマブルロジックコントローラ（ＰＬＣ）すなわちシーケンサで構成されている。光電センサー２１が導電性テープ１（または導電性接着剤４）を検出したとき、制御器２２は、導電性テープ１が各給電ロール１６に接触する時間を算出し、導電性テープ１が各給電ロール１６に接触している間は、各給電ロール１６ａ、１６ｂ、１６ｃ、１６ｄ、１６ｅとこれに対応する各アノード１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄ、１４ｅとの間の電位差の最大値が、操業時の電位差の０．８倍以上１．７倍以下の範囲内になるように制御器２２が電源２３ａ、２３ｂ、２３ｃ、２３ｄ、２３ｅを制御して各給電ロール１６ａ、１６ｂ、１６ｃ、１６ｄ、１６ｅに流す電流を制御する。

金属化長尺樹脂フィルム基板Ｓの一種である銅ポリイミド基板を製造するプロセスをめっき装置１０で製造した例を説明する。接続部分Ａは、後述する図２に示す金属膜付長尺樹脂フィルムＦを突合せ導電性テープ１を貼付した構造とした。

金属膜付長尺樹脂フィルムＦとして、ポリイミドフィルムの表面にニッケル−クロム合金の下地金属層をスパッタリング法で成膜し、下地金属層の表面に銅層をスパッタリング法で成膜して製造した。

金属膜付長尺樹脂フィルムＦを、金属膜付長尺樹脂フィルムＦの金属膜Ｆａの面が給電ロール１６に接する向きに、巻き出しロール１２、給電ロール１６、ロール１３を経て巻取りロール１５へ至るように装着する。めっき液槽１１には銅めっき液を満たした。銅めっき液としては公知の銅めっき液、例えば公知の硫酸銅めっき浴（光沢浴）を用いることができる。この硫酸銅めっき浴は、硫酸銅、硫酸、微量の塩素イオンおよび公知の添加剤等で構成されており、その組成は適宜に選択できる。アノード１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄ、１４ｅとして公知の含リン銅アノードを用いた。

金属膜付長尺樹脂フィルムＦをめっき装置１０内部で搬送し、給電ロール１６とアノード１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄ、１４ｅとの間に電位差を生じさせて、金属膜付長尺樹脂フィルムの被めっき面積当たりの電流密度を所望の膜厚を実現できる値にした制御で電流をながし電気めっきを行い金属化長尺樹脂フィルム基板Ｓ（銅ポリイミド基板）を得る。光電センサー２１が、接続部分Ａの導電性テープ１を検出したときは、導電性テープ１がそれぞれの給電ロール１６ａ、１６ｂ、１６ｃ、１６ｄ、１６ｅのいずれかに接触している間、制御器２２が、操業時の電位差の０．８倍以上１．７倍以下の範囲内となるような電流制御を、導電性テープ１が接触している給電ロールが接続されている電源２３ａ、２３ｂ、２３ｃ、２３ｄ、２３ｅのいずれかに対して行う。すなわち、導電性テープ１が接触しているいずれかの給電ロール１６ａ、１６ｂ、１６ｃ、１６ｄ、１６ｅの電源２３ａ、２３ｂ、２３ｃ、２３ｄ、２３ｅのみが、操業時の電位差の０．８倍以上１．７倍以下の範囲内となるように電流制御される。従って、導電性テープ１が接触していない給電ロール１６ａ、１６ｂ、１６ｃ、１６ｄ、１６ｅには通常の操業時の制御を行い、すなわち、本項で説明した電位差の最大値を定めた電流制御は行われない。導電テープ１が、接触していない給電ロール１６とアノード１４の間は、通常の操業時の電位差であり、製品のめっき厚も前記電流制御の影響を受けない。

操業時の電位差の０．８倍以上１．７倍以下の範囲内となるように制御されている際に電気めっきされた金属膜付長尺樹脂フィルムＦはめっき工程終了後に通常の製品から切り離される。例えば、接続部分Ａ（導電性テープ１）が給電ロール１６に接している間に電流制御した時間あたりの搬送長さが１ｍならば、金属膜付長尺樹脂フィルムＦの終端（０ｍ）から１ｍ〜２ｍの範囲および他方の金属膜付樹脂フィルムＦの終端（０ｍ）から１ｍ〜２ｍ範囲は、金属膜厚が不足するので製品として使用を控える。

これまで説明したとおり、めっき装置１０は、複数の金属膜付長尺樹脂フィルムＦに上述の立ち上げ制御や立ち下げ制御を接続部分Ａの度に行うことなく、連続して電気めっきを行うことができる。

さらに、めっき装置１０では、多段めっきであり、めっき回数が増えるにつれて印加される電流値が上昇するように運転される。めっき装置のめっきの段数（給電ロールとアノード対の数）にもよるが、最初から半分（中間）までの前半の段数のめっきでは電流値が低く設定されるので、スパーク発生の懸念が無く、接続部分Ａ（導電性テープ１）が給電ロールに接触していても電位差の最大値を定める制御は不要である。しかし、半分（中間）から数段のめっきでは電流値が高くなっており、スパークの懸念があるので、接続部分Ａ（導電性テープ１）が給電ロールに接触している間は、電位差の最大値を定める制御が必要である。さらに電気めっきが進むと金属膜付長尺樹脂フィルムの銅めっき膜厚も厚くなり、導電性テープの表面にも電気めっきが施されるので、導電性テープによる段差が解消しスパークの懸念も無くなる。このように、めっき装置１０の多段めっきでは、中間の数段には、接続部分Ａ（導電性テープ１）が給電ロールに接触している間は、電位差の最大値を定める制御を行なってもよい。

めっき装置１０では、金属膜付長尺樹脂フィルムＦを数ｍ〜数十ｍ／分で搬送させながらめっき液Ｌ内を移動させて銅めっき層を形成した。

本発明の金属化長尺樹脂フィルム基板の製造方法は、長尺樹脂フィルムの少なくとも一方の面に金属膜が形成された金属膜付長尺樹脂フィルムの金属膜上に、金属膜付長尺樹脂フィルムをその長手方向に搬送してめっき液槽で電気めっき膜を行うめっき装置にて金属化長尺樹脂フィルム基板の製造方法において、複数の前記金属膜付長尺樹脂フィルムをその長手方向に電気的および機械的に接続させる隣接する前記金属化長尺樹脂フィルムの間に接続部分を設け、この接続部分が前記電気めっき装置の給電体と接触している間は前記めっき液槽内部のアノード（陽極）と前記給電体の間の電位差の最大値が、操業時の電位差の０．８倍以上１．７倍以下の範囲内になるように給電体に流す電流を制御することを特徴とする金属化長尺樹脂フィルム基板の製造方法である。すなわち、金属膜付長尺樹脂フィルムをロール等の搬送手段によりめっき液槽に浸漬させ、前記アノードと給電体（図１に示すめっき装置１０では給電ロール１６ａ，１６ｂ，１６ｃ，１６ｄ，１６ｅ）との電位差で金属化長尺樹脂フィルムの金属膜上に電気めっきを施して金属化長尺樹脂フィルム基板を製造する製造方法であり、特に、複数の金属膜付長尺樹脂フィルムが連続的に供給される場合に金属膜付長尺樹脂フィルムとこれに隣接する（続く）金属膜付長尺樹脂フィルムの間にその長手方向で電気的および機械的に接続する接続部分を設け、この接続部分が前記給電体と接触している間は前記アノードと前記給電体の電位差の最大値を操業時の電位差の０．８倍以上１．７倍以下の範囲内にさせるように給電体に流す電流を制御することを特徴とする製造方法である。なお、ここに操業時とは、接続部分が給電体に接していない際に電気めっきを行う時間帯を言う。

互いに隣接する金属膜付長尺樹脂フィルムをその長手方向で電気的に接続するように接続部分を設けることにより、複数の前記金属膜付長尺樹脂フィルムがその長手方向において電気的に導通が常に確保される。導通が常に確保されることにより、めっき膜に電気めっきに起因する凹凸等の表面欠陥の発生を抑制することが可能となる。

電気めっき工程を考察すると、金属化長尺樹脂フィルム基板を製造工程中の電気めっき工程では、金属膜付長尺樹脂フィルム先頭部分（先端部分）と金属膜付長尺樹脂フィルム終了部分（終端部分）では、金属膜付長尺樹脂フィルムの中間部分のめっき条件の制御（電流制御）とは異なる立上げ制御および立下げ制御が必要となる。電気めっきでは、めっき液槽中での被めっき物の面積に対する電流密度を一定に保つことが、めっき膜の膜厚を一定に保つために必要である。かかる立上げ制御および立下げ制御は、被めっき面積の増加および減少に対応する電流制御を行うので、急激な電流の増減に起因する電気めっきによる表面欠陥の発生を引き起こす起点となる事が多い。しかし、互いに隣接する金属膜付長尺樹脂フィルムの間にこれら両者を電気的および機械的に接続させる接続部分を設けることにより、複数の金属膜付長尺樹脂フィルムが長手方向において電気的に導通が常に確保されるので、立上げ制御および立下げ制御の頻度を減らし、表面欠陥を抑制することができる。また、接続部分が給電体に接触する場合には、接触の前後の時期に金属膜付長尺樹脂フィルムと接続部分により形成される段差で給電体との接触が不安定となるので給電が不安定となってスパークが発生する恐れがある。しかし、アノードと給電体の間の電位差の最大値を、操業時の電位差の０．８倍以上１．７倍以下の範囲内になるように制御することにより、高電圧スパークの発生を抑制させることが可能となる。また、接続部分が給電体に接触視する場合に操業時の電位差の０．８倍以上とするのは、電位差を低下させる際の上述の立上げ制御又は立ち下げ制御と同様の電流制御を行うことを避けるためである。すなわち、電位差を操業時の０．８倍未満とすれば、電流値を増減させる範囲が広くなり、急激な電流の増減による表面欠陥の発生に影響する。

図２を参照して、金属膜付長尺樹脂フィルムＦの接続部分Ａと給電ロール１６の位置関係を説明する。図２（ａ）及び（ｂ）は、金属膜付長尺樹脂フィルムＦの接続部分Ａと給電体である給電ロール１６とが接触するときの位置関係を示す概略図である。スパークは、接続部分Ａによって生じる段差と給電ロール１６の間で発生する。さらに詳しく説明すると、接続部分Ａの段差によって生じた接触面積が狭い部分などの高抵抗部分が給電ロール１６に接触する際に、この狭い部分に一定値の電流を流そうとして高電圧となってスパークが発生する。スパーク痕は、金属膜付長尺樹脂フィルムＦの接続部分Ａの付近に発生する。スパークが発生した場合、給電ロール１６の表面に汚れが発生し、この汚れに起因して金属化長尺樹脂フィルム基板に表面欠陥が発生する。

給電ロール１６とアノード間の電位差は、適宜に選択される。例えば、上述した図１のめっき装置１０では、通常の操業すなわち接続部分ではない金属膜付長尺樹脂フィルムに電気めっきをする際にはアノードと給電ロールの間の電位差は３Ｖであるが、接触部分が給電ロールに接触している際には、最大電位差を５Ｖに抑制する（電流制御をかける）ことにより、スパークの発生を防ぐことができる。結果的にはスパークが発生しないので、表面欠陥が発生しない。なお、本発明の製造方法によらないでスパークを発生させた場合のスパークの電位は不明であるが、スパークが発生していない給電体は電圧が落ちていることから、相当な高い電位差が生じていると思われる。

図３から図５までを参照して、接続部分Ａの各種例について説明する。

図３から図５までは、接続部分Ａの金属膜付長尺樹脂フィルムＦの幅方向からみた側面の概略を示す断面図である。

図３は、導電性テープ１を互いに隣接する金属膜付長尺樹脂フィルムＦ間でかつ金属膜Ｆａ上に貼付した例を示す断面図である。図３の例では、金属膜付長尺樹脂フィルムの端面同士を突き合わせて、導電性テープ１を貼付して接続部分Ａが形成されている。裏面テープ２は粘着テープであり、適宜用いることができる。図３の接続部分Ａでは導電性テープ１と裏面テープ２により段差ｄが形成される。

図４は、金属膜付長尺樹脂フィルムＦを重ね合わせて導電性テープ１と裏面テープ２で接続部分を形成した例を示す断面図である。図４の例では、金属膜付長尺樹脂フィルムＦの重なり部分は両面粘着テープ３で貼り合わされている。導電性テープ１は金属膜Ｆａ上に貼付する。

図５は、導電性接着剤４を用いて接続部分を形成した金属膜付長尺樹脂フィルムの幅方向からみた例を示す断面図である。図５の例では、金属膜付長尺樹脂フィルムＦの長手方向端部を重ね合わせて金属膜Ｆａの導電性が確保できるように導電性接着剤４で接着すればよい。また、金属膜付長尺樹脂フィルムＦの重ね合わせ部分には導電性接着剤４で適宜に接着してもよい。

導電性接着剤４としては、めっき液に化学的に耐えることに留意して、公知の導電性接着剤を用いることができる。導電性接着剤４は、銀粉末や銅粉末などの導電粉末と、フェノール樹脂やエポキシ樹脂等の混合物で、金属膜付長尺樹脂フィルムに塗布して加熱等で硬化させることができる。

導電性テープ１としては、粘着部分と金属箔から構成される市販の金属箔テープを用いることができる。また、金属箔テープの導電性を考慮して銅箔の金属箔テープとすることが望ましい。金属箔テープの粘着部分は、めっき液に化学的に耐えることがでればよい。また、導電性テープ１は、その粘着部分が導電性を有することが必要である。

上記の接続部分Ａと金属膜付長尺樹脂フィルムＦにより生じる段差ｄは複数の段差が形成されても良いが、１つの段差ｄの高低差が１００μｍを超えないことが望ましい。この理由は、１つの段差の高低差が１００μｍを超えた場合、段差の影響で給電体との接触が不安定になりスパークが発生する恐れがあるからである。ここで、段差ｄの高低差とは、金属膜付長尺樹脂フィルムＦの面の法線方向の高低差をいう。
導電性テープ１の厚みは、テープ厚が２０μｍから１００μｍが望ましい。この理由は、テープ厚みが２０μｍ未満では、金属箔が薄くなり、導電性テープ１の導電率が小さく（抵抗率が大きく）なり電気的な導通性が損なわれる一方、テープ厚みが１００μｍを超えたときは、テープ段差の影響でスパークの発生が懸念されるからである。

さらに、導電性テープ１と金属膜付長尺樹脂フィルムＦとの間の電気抵抗値は、０．１Ω以下となることが望ましい。導電性テープ１を使用することによりスパーク発生の防止、外観品質の安定性を保つ事としており、接触抵抗値が満足するのであれば、導電性テープ１としては接着剤など別種を使用してもかまわないし、材質も金属性である事を特定はしない。

長尺樹脂フィルムについて説明する。

長尺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、ポリエチレンナフタレートフィルム、ポリエステルフィルム、ポリテトラフルオロエチレン系フィルム、液晶ポリマーフィルム、ポリエーテルサルフォンフィルム等を用いることができる。これらの樹脂フィルムのうちポリイミドフィルムが、電気絶縁性、耐熱性、フレキシブル性で望ましい。なお、上述の図３に示す接続部分の構造によれば、長尺樹脂フィルムの問題となる。金属膜付長尺樹脂フィルムを重ね合わせて接続部分を構成する場合には、長尺樹脂フィルムの厚みは、金属膜の膜厚と接続部分の段差を考慮して５０μｍ以下が望ましい。

金属膜付長尺樹脂フィルムＦについて説明する。

金属膜付長尺樹脂フィルムＦとは、上述の長尺樹脂フィルムの表面に金属膜を形成した（付した）長尺樹脂フィルムをいう。長尺樹脂フィルムの表面に金属膜を形成するとは、接着剤を用いずに金属膜を形成することをいう。すなわち、金属膜付長尺樹脂フィルムＦは、長尺樹脂フィルムの表面に真空成膜法などで金属膜を形成した長尺樹脂フィルムである。金属膜付長尺樹脂フィルムＦは、後述するように電気めっき工程を経て金属化長尺樹脂フィルム基板になる。

金属膜付長尺樹脂フィルムＦは、上述の通り、真空成膜法で長尺樹脂フィルムの金属膜を成膜して製造される。真空成膜法には、真空蒸着法、スパッタリング法等の物理的成膜法、化学的気相成長法（ＣＶＤ）等の化学的成膜法がある。具体的に説明すると、真空蒸着法は、抵抗加熱や電子銃照射により蒸発源の成膜材料を加熱蒸発させ、基材上に薄膜を形成する方法である。蒸着の際に、薄膜の密着性、緻密化を目的として、蒸発源と基材の間にプラズマを形成するプラズマアシスト蒸着法も知られている。

真空成膜法のうち、スパッタリング法が望ましい。スパッタリング法は、成膜材料をプレート状に成形したターゲットを用い、このターゲットを放電用電極として上記プラズマ発生方法を用いて基材とターゲットの間にプラズマを発生させ、電位勾配を用いてターゲット表面にイオンを照射衝突させることによって、ターゲット物質を叩き出して基材上にターゲット物質の薄膜を形成する方法である。スパッタリング法が望ましい理由は、磁場などでプラズマを制御できるからである。

金属膜付長尺樹脂フィルムＦの金属膜は、ニッケル、クロムおよび銅から選ばれた金属または、ニッケル、クロムおよび銅のいずれかを含む合金を選択することができる。例えば、上述の金属化ポリイミド基板（最表面の金属が銅である場合には、銅ポリイミド基板という。）であれば、ポリイミドフィルムの表面に真空成膜法で付する金属には、ニッケルおよびクロムまたは、ニッケルまたはクロムのいずれかを含む合金とすることが望ましい。ニッケルまたはクロムのいずれかを含む合金の組成は、公知の合金組成を銅ポリイミド基板の用途などから適宜に選択できる。ニッケルやクロムまたはそれらの合金を用いる理由は、ポリイミドフィルムと金属との密着性を向上させるためである。銅ポリイミド基板では、ニッケルやクロムまたはこれらのいずれかを含む合金の膜の表面に、銅層を真空成膜法で成膜する。銅層を成膜する理由は、電気めっきを行う際の導電性を確保するためである。電気めっきは、金属膜付長尺樹脂フィルムの銅層の表面に行われるからであり、銅はニッケルやクロムまたはそれらの合金などからすれば抵抗値が低いからである。

ここでは、銅ポリイミド基板用の金属膜付長尺樹脂フィルムについて説明したが、銅ポリイミド基板用の金属膜付長尺樹脂フィルムは、ポリイミドフィルム、ニッケルやクロムまたはこれらのいずれかを含む合金膜、銅層の順に積層されている。ここで、ニッケルやクロムまたはこれらのいずれかを含む合金膜を下地金属層と呼ぶ。下地金属層と銅層の積層膜が金属膜となる。

金属膜付長尺樹脂フィルムの製法で真空成膜法の他には、無電解めっき法などを行うこともできる。

金属化長尺樹脂フィルム基板について説明する。

金属化長尺樹脂フィルム基板は、上述の金属膜付長尺樹脂フィルムＦの金属膜上に電気めっきでめっき膜を形成して製造される。例えば、金属化長尺樹脂フィルム基板の一種である上述の銅ポリイミド基板では、ポリイミドフィルムに真空成膜法の一種であるスパッタリング法でニッケルやクロムまたはこれらのいずれかを含む合金層からなる前記下地金属層と前記下地金属層の上に銅層をポリイミドフィルムに積層した金属膜付長尺樹脂フィルムＦに、前記銅層の上に銅電気めっきで銅めっき膜を成膜して製造する。金属膜付長尺樹脂フィルムＦの下地金属層と銅層は合わせて数Åから数千Åまでの厚みであり、銅めっき膜の厚みは数μｍから数百μｍまでの厚みを形成する。なお、銅電気めっきに先立ち、前記銅層の上に無電解めっき法を適宜行うことができる。
（実験例１）

図１のめっき装置１０で電気めっきを行った。

長尺樹脂フィルムに東レ・デュポン製のポリイミドフィルム１５０ＥＮ−Ｆ（厚さ３８μｍ、幅５２４ｍｍ）の表面にスパッタリング法でニッケル７％クロムの下地金属層を膜厚７５Åに成膜し、下地金属層の表面に銅層を成膜して金属膜（合計膜厚１１００Å）を積層した金属膜付長尺樹脂（ポリイミド）フィルムを得た。接続部分Ａは、金属膜付長尺樹脂フィルムＦを図２に示すようにつき合わせて導電性テープ（銅テープ：大日本インキ化学工業株式会社製、薄型銅箔テープ Ｅ−１１００ＬＣ １８μｍ厚銅箔、粘着層２２μｍ 幅５０ｍｍ）で接続して形成した。金属膜付長尺樹脂フィルムＦには膜厚８μｍとなるように銅めっき膜を形成して金属化長尺ポリイミドフィルム基板Ｓとした。通常のめっきの電位差は３Ｖととした。電流密度は、電源２３ａが０．０１Ａ／ｃｍ^２、電源２３ｂが０．０２Ａ／ｃｍ^２、電源２３ｃが０．０３Ａ／ｃｍ^２、電源２３ｄが０．０４Ａ／ｃｍ^２、電源２３ｅが０．０４Ａ／ｃｍ^２となるように設定した。導電性テープ１（接続部分Ａ）が給電ロール１６と接触している間の電圧が５Ｖを超えない様に電流制御し連続製造したところ、接続部分の０〜１０ｍ間（一対の給電ロールとアノードにより電気めっきが施される範囲。すなわち電流密度が保持される範囲）の５０ｍｍ×５０ｍｍあたりの２０〜５０μｍ径の凹凸個数が０．２個／５０ｍｍ□となった。接続部分から１０ｍ〜２０ｍ離れた箇所でも０．２個／５０ｍｍ□であった。さらに接続部分から２０ｍ〜３０ｍ離れた箇所では、０．３個／５０ｍｍ□であった。従って接続部分の表面欠陥としては実用の範囲であった。

なお、上述の表面欠陥の評価結果は、めっきの開始時や終了時の立ち上げ制御や立ち下げ制御時の評価結果ではない。めっきを開始した立ち上げ制御では金属化ポリイミドフィルムＳでは先端（０ｍ）から２０ｍまでは、２０μｍ〜５０μｍ径の凹凸が１．０個／５０ｍｍ□以上であり、実用に耐えず、廃棄する必要がある。また、立ち下げ制御でも終端（０ｍ）から２０ｍまでの凹凸の発生状況は同様であった。本発明の金属化長尺樹脂（ポリイミド）フィルム基板の製造方法を用いることで、金属化ポリイミドフィルム基板を連続して操業でき、立ち上げ制御および立ち下げ制御の回数を減らすことが可能となり、製品の廃棄量が激減する。
（実験例２）

実験例１と同様の方法で金属化ポリイミドフィルムＳを製造した場合、外観検査で白ムラ状の２０μｍ以下の微小凹凸発生が面積費で０％のものが製造された。
（比較例１）

図２に示されるように金属膜付長尺樹脂フィルムＦと金属膜付長尺樹脂フィルムＦとを突き合わせて形成する接続部分Ａに導電性テープ１を使用せずに導電性テープ１に代えて非導電性のマスキングテープで接続して電流制御を行わず連続製造したところ、給電ロール１６ｃと接続部分で瞬間電流が５０Ａを超えるスパークが発生し、接続部分Ａの近傍の基板表面欠陥が激増した。表面欠陥が多く、実用に耐えないものであった。
（実験例３）

図２に示される金属膜付長尺樹脂フィルムＦと金属膜付長尺樹脂フィルムＦとを突き合わせて形成された接続部分Ａの導電性テープ１に３５μｍ厚銅箔、粘着層３５μｍ 幅２５ｍｍのスリーエム製導電性テープを用いた以外は実験例１と同様の方法で金属化ポリイミドフィルムを製造した。この場合、外観検査でも白ムラ状の凹凸２０μｍ以下の微小凹凸発生が面積比で２３％発生するものが出来た。しかし、凹凸が２０μｍ以下の表面欠陥の微小凹凸なので銅ポリイミド基板としては実用可能な範囲である。
（実験例４）

スリーエム製導電性テープの貼付を金属膜付長尺樹脂フィルムに実験例３よりも密着するよう押さえ付けた以外は実験例３と同じ条件で、電気めっきした。接続部分から１０ｍ〜２０ｍ離れた箇所でも０．３個／５０ｍｍ□であった。接続部分から０ｍ〜１０ｍ離れた箇所では、０．４個／５０ｍｍ□であった。

図６を参照して、実験例４において、金属化長尺樹脂フィルム基板Ｓにおける直径２０μｍ〜５０μｍの凹凸の平均出現頻度について説明する。図６は、接続部分Ａから終端方向に向かって１２０ｍまでの凹凸の出現頻度を表すグラフである。

図６の横軸は、接続部分Ａによって連続させられた金属化長尺樹脂フィルム基板の先端部又は接続部分からの距離（ｍ）を表し、縦軸は、直径２０μｍ〜５０μｍの凹凸の５０ｍｍ×５０ｍｍでの平均出現頻度を表す。図６に表す平均出現頻度は、金属化長尺樹脂フィルム基板Ｓを長手方向１０ｍごとの直径２０μｍ〜５０μｍの凹凸の個数を測定（画像処理）し、その凹凸が５０ｍｍ×５０ｍｍ面積あたりどのくらい出現するかを示す指標である。

本発明は、接続部分Ａを設けなければ、それぞれの金属化長尺樹脂フィルム基板の先端と終端は比較例のように凹凸が多数発生するが、互いに分離している金属膜付長尺樹脂フィルムＦを接続部分Ａを設けて接続することにより複数の金属化樹脂フィルム基板が電気的及び機械的に接続されるので、比較例のような凹凸の多発は、連続した金属化長尺樹脂フィルム基板Ｓの先端と終端にのみ発生して、それぞれの金属化長尺樹脂フィルム基板Ｓでの先端や終点での凹凸の多発を防ぐ効果がある。

本発明の金属化ポリイミドフィルムはフレキシブルプリント配線板に好適に利用される。

１０ めっき装置
１１ めっき液槽
１２ 巻き出しロール
１４ａ，１４ｂ，１４ｃ，１４ｄ，１４ｅ アノード（陽極）
１５ 巻取りロール
１６ａ，１６ｂ，１６ｃ，１６ｄ，１６ｅ 給電ロール
２１ 光電センサー
２２ 制御器
２３ａ、２３ｂ、２３ｃ、２３ｄ、２３ｅ 電源
Ａ 接続部分
Ｌ めっき液
Ｆ 金属膜付長尺樹脂フィルム
Ｓ 金属化長尺樹脂フィルム基板

Claims (9)

1. 長尺樹脂フィルムの少なくとも一方の面に金属膜が形成された金属膜付長尺樹脂フィルムの前記金属膜上に、前記金属膜付長尺樹脂フィルムをその長手方向に搬送しながらめっき液槽で電気めっき膜を形成することにより金属化長尺樹脂フィルム基板を製造する製造方法において、
   複数の前記金属膜付長尺樹脂フィルムをその長手方向に電気的および機械的に接続させる互いに隣接する前記金属化長尺樹脂フィルムの間に接続部分を設け、
   該接続部分が、前記電気めっき装置の給電体と接触している間は、前記めっき液槽内部のアノード（陽極）と前記給電体の間の電位差の最大値が、操業時の電位差の０．８倍以上１．７倍以下の範囲内になるように前記給電体に流す電流を制御することを特徴とする金属化長尺樹脂フィルム基板の製造方法。
2. 前記金属膜は、ニッケル、クロムおよび銅から選ばれた金属、または、ニッケル、クロムおよび銅のいずれかを含む合金であり、
   前記電気めっきは、銅電気めっきであることを特徴とする請求項１に記載の金属化長尺樹脂フィルム基板の製造方法。
3. 前記金属膜は、真空成膜法で成膜されたものであることを特徴とする請求項１又は２に記載の金属化長尺樹脂フィルム基板の製造方法。
4. 前記長尺樹脂フィルムはポリイミドフィルムであることを特徴とする請求項１，２，又は３に記載の金属化長尺樹脂フィルム基板の製造方法。
5. 前記接続部分は、導電性粘着テープの貼付または導電性接着剤での接着で形成されているものであることを特徴とする請求項１から４までのうちのいずれか一項に記載の金属化長尺樹脂フィルム基板の製造方法。
6. 前記接続部分と前記金属膜付長尺樹脂フィルムで形成される各段差の高低差が１００μｍ以下であることを特徴とする請求項５に記載の金属化長尺樹脂フィルム基板の製造方法。
7. 前記導電性粘着テープの厚みが２０μｍから１００μｍであること特徴とする請求項５又は６に記載の金属化長尺樹脂フィルム基板の製造方法。
8. 前記金属膜付長尺樹脂フィルムと、前記金属膜付長尺樹脂フィルムに貼付された前記導電性粘着テープの間の電気抵抗が０.１Ω以下であることを特徴とする請求項５から７のうちのいずれか一項に記載の金属化長尺樹脂フィルム基板の製造方法。
9. めっき液が収容されためっき液槽と、該めっき液槽内に設置されたアノード（陽極）と、長尺樹脂フィルムの少なくとも一方の面に金属膜が形成された金属膜付長尺樹脂フィルムの幅方向を水平に保ってその長手方向に搬送しながら前記金属膜付長尺樹脂フィルムを前記めっき液槽に浸漬させる搬送手段と、前記めっき液槽外にあって前記金属膜付長尺樹脂フィルムの金属膜に給電する給電体と、該給電体に流す電流を制御しながら電力を供給する電源を備えためっき装置において、
   複数の互いに離れて隣接する前記金属膜付長尺樹脂フィルムをその長手方向に電気的および機械的に接続させる前記金属化長尺樹脂フィルムの間に配置された接続部分と、
   前記金属膜付長尺樹脂フィルムの搬送経路上の前記めっき浴槽の前でかつ前記給電手段の前に配置された、前記接続部分を検出する接続部検出手段と、
   前記接続部検出手段が前記接続部分の検出の信号を受けて、前記接続部分が給電体と接触している間は、前記給電体と前記アノード間の電位差の最大値が、操業時の電位差の０．８倍以上１．７倍以下の範囲内になるように前記電源を制御する制御手段を備えたことを特徴とするめっき装置。

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