电沉积滚筒
阅读：299发布：2020-05-11
专利汇可以提供电沉积滚筒专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 提供一种抑制热点的发生，且能以高生产率来制造高品质的金属箔的 电沉积 滚筒。该电沉积滚筒具备内滚筒和配置于该内滚筒外周的圆筒状外层，其中，在该内滚筒和该外层之间形成的沟槽部中，填充具有比该内滚筒以及该外层大的 热膨胀 率且熔点为150℃以下的 导电性 低熔融 合金 。，下面是电沉积滚筒专利的具体信息内容。
技术领域
本发明涉及利用电沉积来制造铜箔、铁箔、镍箔、不锈钢箔等的金 属箔时所采用的电沉积滚筒。
背景技术
现今，作为电解金属箔，特别是印刷电路用铜箔被大量利用，在其 制造中，使用图2的其部分正面剖视图所示的装备有旋转阴极式电沉积 滚筒的电解铜箔制造装置，其代表例如图1所示。
图1中，旋转阴极式电沉积滚筒a在电解槽e内，由轴承c、d能够旋 转地支撑并配置旋转轴b，其下侧的一部分被浸泡在电解液f中，与作为 阴极的电沉积滚筒a的电沉积面相面对地将阳极g设置在电解液f中。并 且，在电沉积滚筒a和阳极g上连接直流电源h。向电沉积滚筒a和阳极 g通电，而使电沉积滚筒a旋转时，被浸泡在电解液f中的时间里，在电 沉积滚筒a的电沉积面上析出铜箔，达到规定厚度的金属箔后，从电沉积 面上剥离铜箔并缠绕到卷筒上，由此连续制造。
图2所示的以往构造的电沉积滚筒a中，外层2与碳素钢制、不锈钢 制或铜合金制的内滚筒1的外表面热装而成为一体，电流从外层2通过与 其面接触的内滚筒1而流动。
这种以往构造的外层和内滚筒的热装接合部，因热装时的高温加热、 或因通电时在电解液中和外部空气中反复进行的加温和冷却，而不能避免 被热装的外层内周面和内滚筒外表面之间的接触状况变得不均匀的状况， 如图3所示在接合交界面上生成间隙R。因此，造成通电状况不均匀，产 生所谓的通电不稳，电沉积物即金属箔m的厚度不均匀，发生异常析出， 并且，由局部过热而变色，发生所谓的热点。
为改善这种以往构造的电沉积滚筒的热装接合部上的问题点，已提出 了各种方案。例如，已提出有：通过在内滚筒表面形成沟槽部等，来减少 外层和内滚筒的接触面积，提高接触面压力，从而使通电效率提高的技术 (例如，参照专利申请公告昭58-24507号公报(JP-S58-24507B))。然而， 通过相关技术，通电状况的不均匀在某种程度上得到了改善，但热点的抑 制效果不能说是充分的，还有因为接触面积较少，通电损失较大，大电流 不能通过，所以需要通过进一步抑制热点和提高通电效率，来提高生产率， 这是实际情况。
图1中，旋转阴极式电沉积滚筒a在电解槽e内，由轴承c、d能够旋 转地支撑并配置旋转轴b，其下侧的一部分被浸泡在电解液f中，与作为 阴极的电沉积滚筒a的电沉积面相面对地将阳极g设置在电解液f中。并 且，在电沉积滚筒a和阳极g上连接直流电源h。向电沉积滚筒a和阳极 g通电，而使电沉积滚筒a旋转时，被浸泡在电解液f中的时间里，在电 沉积滚筒a的电沉积面上析出铜箔，达到规定厚度的金属箔后，从电沉积 面上剥离铜箔并缠绕到卷筒上，由此连续制造。
图2所示的以往构造的电沉积滚筒a中，外层2与碳素钢制、不锈钢 制或铜合金制的内滚筒1的外表面热装而成为一体，电流从外层2通过与 其面接触的内滚筒1而流动。
这种以往构造的外层和内滚筒的热装接合部，因热装时的高温加热、 或因通电时在电解液中和外部空气中反复进行的加温和冷却，而不能避免 被热装的外层内周面和内滚筒外表面之间的接触状况变得不均匀的状况， 如图3所示在接合交界面上生成间隙R。因此，造成通电状况不均匀，产 生所谓的通电不稳，电沉积物即金属箔m的厚度不均匀，发生异常析出， 并且，由局部过热而变色，发生所谓的热点。
为改善这种以往构造的电沉积滚筒的热装接合部上的问题点，已提出 了各种方案。例如，已提出有：通过在内滚筒表面形成沟槽部等，来减少 外层和内滚筒的接触面积，提高接触面压力，从而使通电效率提高的技术 (例如，参照专利申请公告昭58-24507号公报(JP-S58-24507B))。然而， 通过相关技术，通电状况的不均匀在某种程度上得到了改善，但热点的抑 制效果不能说是充分的，还有因为接触面积较少，通电损失较大，大电流 不能通过，所以需要通过进一步抑制热点和提高通电效率，来提高生产率， 这是实际情况。
发明内容
本发明是鉴于相关的背景技术而开发的，其目的在于，提供一种抑制 热点的发生且能以高生产率制造高品质的金属箔的电沉积滚筒。
本发明人，为解决上述课题，专心探讨的结果是，发现通过在内滚筒 上形成多个沟槽，并在该沟槽中填充具有比内滚筒及外层大的热膨胀率的 导电性良好的低熔融合金，就可解决上述课题，直至完成本发明。
即，根据本发明，提供一种电沉积滚筒，其具备内滚筒和配置于该 内滚筒外周的圆筒状外层，该电沉积滚筒中，在该内滚筒和该外层间之 间形成的沟槽部中，填充具有比该内滚筒和该外层大的热膨胀率且熔点 为150℃以下的导电性低熔融合金。
由本发明提供的电沉积滚筒，其热装接合部的接合状况在圆筒面的整 个面上完全地贴紧，其结果为，通过电流分布的均匀化，抑制了因热点等 的通电不稳而产生的弊病，且通过提高通电效率/全体的通电量，而使生产 率的提高变为可能。
附图说明
图1为电解铜箔制造装置的正面简略图。
图2为表示电沉积滚筒构造的部分正面剖视图。
图3为用于说明以往构造的电沉积滚筒中产生的问题点，表示内滚筒 和外层的热装接合交界面的剖视图。
图4为本发明的一个方式，表示内滚筒和外层的热装接合交界面的剖 视图。
图5为本发明的另一个方式，表示内滚筒和外层的热装接合交界面的 剖视图。
图6为本发明的又一个方式，表示内滚筒和外层的热装接合交界面的 剖视图。
符号说明如下：
1...内滚筒； 2...外层； 3...低熔融合金；
4...沟槽部； 5...缠绕线材用的沟槽部； 6...镀锌的网线。
本发明人，为解决上述课题，专心探讨的结果是，发现通过在内滚筒 上形成多个沟槽，并在该沟槽中填充具有比内滚筒及外层大的热膨胀率的 导电性良好的低熔融合金，就可解决上述课题，直至完成本发明。
即，根据本发明，提供一种电沉积滚筒，其具备内滚筒和配置于该 内滚筒外周的圆筒状外层，该电沉积滚筒中，在该内滚筒和该外层间之 间形成的沟槽部中，填充具有比该内滚筒和该外层大的热膨胀率且熔点 为150℃以下的导电性低熔融合金。
由本发明提供的电沉积滚筒，其热装接合部的接合状况在圆筒面的整 个面上完全地贴紧，其结果为，通过电流分布的均匀化，抑制了因热点等 的通电不稳而产生的弊病，且通过提高通电效率/全体的通电量，而使生产 率的提高变为可能。
附图说明
图1为电解铜箔制造装置的正面简略图。
图2为表示电沉积滚筒构造的部分正面剖视图。
图3为用于说明以往构造的电沉积滚筒中产生的问题点，表示内滚筒 和外层的热装接合交界面的剖视图。
图4为本发明的一个方式，表示内滚筒和外层的热装接合交界面的剖 视图。
图5为本发明的另一个方式，表示内滚筒和外层的热装接合交界面的 剖视图。
图6为本发明的又一个方式，表示内滚筒和外层的热装接合交界面的 剖视图。
符号说明如下：
1...内滚筒； 2...外层； 3...低熔融合金；
4...沟槽部； 5...缠绕线材用的沟槽部； 6...镀锌的网线。
具体实施方式
为了得到内滚筒和外层的热装接合交界面无间隙地完全贴紧而一 体化的电沉积滚筒，本发明涉及的电沉积滚筒为，如上所述地在内滚筒 的外表面形成多个沟槽，在该沟槽部中填充具有比内滚筒和外层大的热 膨胀率且熔点为150℃ 以下的导电性的低熔融合金，并从填充有该低熔 融合金的内滚筒的外表面上热装外层而成。通过在内滚筒上形成沟槽 部，使内滚筒和外层的接触面积减少，而使接触面压力变大，从而得到 了贴紧的接触状态，另一方面，填充于沟槽部的比内滚筒及外层热膨胀 率大，且熔点为150℃以下的导电性的低熔融合金，在通电时的高温状 态下作为粘结材料起作用，从而提高了贴紧性，由此可得到在圆筒面的 整个表面上完全贴紧的热装接合交界面。
本发明中，在内滚筒上形成的沟槽部中熔融填充的低熔融合金的熔 点150℃，与内滚筒和外层的熔点相比，非常低。所用填充材料需要有 比内滚筒及外层大的热膨胀率以及良好的电导率，但是可以在熔点为 150℃以下的条件下，适当设定组成、热膨胀率、及电导率，以便能够 达成本发明的目的。作为填充材料，例如适合使用铋(Bi)、铅(Pb)、 锡(Sn)、铟(In)等。本发明中的低熔融合金优选具有优良的耐腐蚀 性。对于用于填充低熔融合金的沟槽部的形状、大小，同样也可以适当 设定。另外，本发明中填充低熔融合金的沟槽部，并不限定于如后面揭 示的实施例6所示的在内滚筒的外表面上形成的沟槽部，也包含在外层 和内滚筒之间所形成的间隙。
作为低熔融合金的填充方法，可以通过将该低熔融合金加热熔化， 并将其流入到沟槽部来进行。
本发明的电沉积滚筒中，内滚筒及外层使用通常所用的原料。具体 而言，作为内滚筒的原料，使用软钢、铜、不锈钢等，根据需要也可以 实施镀铜、镀银等，作为外层的原料，使用钛、钽、铌、锆或它们的合 金，或者不锈钢，或对该金属镀铬的材料等。
以下，举实施例更详细地说明本发明。
实施例1
图4表示本发明的一个方式涉及的电沉积滚筒a的、内滚筒和外层 的热装接合交界面。在此，电沉积滚筒a是由软碳钢制内滚筒1、和在 其外表面热装厚度t＝4.5mm的钛制外层2而成。在软碳钢制内滚筒1 的外表面上，沿其圆周方向形成有多个沟槽部4，在该沟槽部4中填充 有低熔融合金3。在这种电沉积滚筒a的制造中，在软碳钢制内滚筒1 的车削加工外周面上，沿内滚筒1的圆周方向通过车削加工而形成多个 宽度w＝3mm、深度h＝3mm的沟槽部4。并且，向该沟槽部4填充加热 熔化了的低熔融合金3后，通过机械加工将表面平滑化，随后，将加热 了的外层2热装于其中而制造。
作为低熔融合金3，使用了具有Bi占质量的50％、Pb占质量的30 ％、Sn占质量的20％的组成的合金。该合金3，热膨胀率比软碳钢制 内滚筒1及钛制外层2都高，熔点为90～95℃，耐腐蚀性优良。
使用所述的电沉积滚筒a时，在内滚筒与外层之间的接触部分中接 触面压力不十分高的较弱部分上，由于通电时的发热而熔融了的导电性 低熔融合金发生移动，其结果，低熔融合金作为贯穿于内滚筒与外层之 间的接触交界面全体的粘结材料而起作用，从而实现全面接触状态。
使用该电沉积滚筒a来制造金属箔的结果是，通过使大电流通电， 能够以高的制造速度，来制造热点等的通电不稳带来的弊端得到抑制且 具有均匀厚度的高品质的金属箔。
实施例2
图5表示本发明的另一方式涉及的电沉积滚筒a的、内滚筒和外层 的热装接合交界面。在此，电沉积滚筒a，是对于实施例1的电沉积滚 筒a进行车削加工，而使沟槽部4的截面形状成为圆状，且其宽度 w＝3mm，深度h＝2mm。而且，作为填充物的低熔融合金3，使用了具 有Bi占质量的50％、Pb占质量的20％、Sn占质量的10％、In占质量 的20％的组成的合金。该合金3，热膨胀率比软碳钢制内滚筒1及钛制 外层2都高，熔点为56～61℃，耐腐蚀性优良。
本实施例中也得到了与实施例1同样的效果。
实施例3
图6表示本发明的又一方式涉及的电沉积滚筒a的、内滚筒和外层 的热装接合交界面。在电沉积滚筒a中，在软碳钢制内滚筒1的外表面 上，缠绕线材用的沟槽部5，被车削形成为线宽w＝3.5mm、深度h＝2.5mm 未满的螺旋状，镀锌网线6(直径π＝2.5mm)在该沟槽部5中螺旋状地 卷绕在内滚筒1的外表面上。并且，电沉积滚筒a中，将该状态的内滚 筒1和钛制外层2嵌合时所形成的间隙部作为本发明中的沟槽部4，并 在沟槽部4中熔融填充有低熔融合金3。
作为低熔融合金3，使用了具有Bi占质量的50％、Pb占质量的20 ％、Sn占质量的20％、In占质量的10％的组成的合金。该合金3，热 膨胀率比软碳钢制内滚筒1及钛制外层2都高，熔点为58～63℃，耐腐 蚀性也优良。
使用所述的电沉积滚筒a时，在镀锌网线6与外层2之间的接触面 压力较弱的部分上，由于通电时的发热而熔融了的导电性低熔融合金发 生移动，其结果，可得到与实施例1及2同样的结果。
本发明中，在内滚筒上形成的沟槽部中熔融填充的低熔融合金的熔 点150℃，与内滚筒和外层的熔点相比，非常低。所用填充材料需要有 比内滚筒及外层大的热膨胀率以及良好的电导率，但是可以在熔点为 150℃以下的条件下，适当设定组成、热膨胀率、及电导率，以便能够 达成本发明的目的。作为填充材料，例如适合使用铋(Bi)、铅(Pb)、 锡(Sn)、铟(In)等。本发明中的低熔融合金优选具有优良的耐腐蚀 性。对于用于填充低熔融合金的沟槽部的形状、大小，同样也可以适当 设定。另外，本发明中填充低熔融合金的沟槽部，并不限定于如后面揭 示的实施例6所示的在内滚筒的外表面上形成的沟槽部，也包含在外层 和内滚筒之间所形成的间隙。
作为低熔融合金的填充方法，可以通过将该低熔融合金加热熔化， 并将其流入到沟槽部来进行。
本发明的电沉积滚筒中，内滚筒及外层使用通常所用的原料。具体 而言，作为内滚筒的原料，使用软钢、铜、不锈钢等，根据需要也可以 实施镀铜、镀银等，作为外层的原料，使用钛、钽、铌、锆或它们的合 金，或者不锈钢，或对该金属镀铬的材料等。
以下，举实施例更详细地说明本发明。
实施例1
图4表示本发明的一个方式涉及的电沉积滚筒a的、内滚筒和外层 的热装接合交界面。在此，电沉积滚筒a是由软碳钢制内滚筒1、和在 其外表面热装厚度t＝4.5mm的钛制外层2而成。在软碳钢制内滚筒1 的外表面上，沿其圆周方向形成有多个沟槽部4，在该沟槽部4中填充 有低熔融合金3。在这种电沉积滚筒a的制造中，在软碳钢制内滚筒1 的车削加工外周面上，沿内滚筒1的圆周方向通过车削加工而形成多个 宽度w＝3mm、深度h＝3mm的沟槽部4。并且，向该沟槽部4填充加热 熔化了的低熔融合金3后，通过机械加工将表面平滑化，随后，将加热 了的外层2热装于其中而制造。
作为低熔融合金3，使用了具有Bi占质量的50％、Pb占质量的30 ％、Sn占质量的20％的组成的合金。该合金3，热膨胀率比软碳钢制 内滚筒1及钛制外层2都高，熔点为90～95℃，耐腐蚀性优良。
使用所述的电沉积滚筒a时，在内滚筒与外层之间的接触部分中接 触面压力不十分高的较弱部分上，由于通电时的发热而熔融了的导电性 低熔融合金发生移动，其结果，低熔融合金作为贯穿于内滚筒与外层之 间的接触交界面全体的粘结材料而起作用，从而实现全面接触状态。
使用该电沉积滚筒a来制造金属箔的结果是，通过使大电流通电， 能够以高的制造速度，来制造热点等的通电不稳带来的弊端得到抑制且 具有均匀厚度的高品质的金属箔。
实施例2
图5表示本发明的另一方式涉及的电沉积滚筒a的、内滚筒和外层 的热装接合交界面。在此，电沉积滚筒a，是对于实施例1的电沉积滚 筒a进行车削加工，而使沟槽部4的截面形状成为圆状，且其宽度 w＝3mm，深度h＝2mm。而且，作为填充物的低熔融合金3，使用了具 有Bi占质量的50％、Pb占质量的20％、Sn占质量的10％、In占质量 的20％的组成的合金。该合金3，热膨胀率比软碳钢制内滚筒1及钛制 外层2都高，熔点为56～61℃，耐腐蚀性优良。
本实施例中也得到了与实施例1同样的效果。
实施例3
图6表示本发明的又一方式涉及的电沉积滚筒a的、内滚筒和外层 的热装接合交界面。在电沉积滚筒a中，在软碳钢制内滚筒1的外表面 上，缠绕线材用的沟槽部5，被车削形成为线宽w＝3.5mm、深度h＝2.5mm 未满的螺旋状，镀锌网线6(直径π＝2.5mm)在该沟槽部5中螺旋状地 卷绕在内滚筒1的外表面上。并且，电沉积滚筒a中，将该状态的内滚 筒1和钛制外层2嵌合时所形成的间隙部作为本发明中的沟槽部4，并 在沟槽部4中熔融填充有低熔融合金3。
作为低熔融合金3，使用了具有Bi占质量的50％、Pb占质量的20 ％、Sn占质量的20％、In占质量的10％的组成的合金。该合金3，热 膨胀率比软碳钢制内滚筒1及钛制外层2都高，熔点为58～63℃，耐腐 蚀性也优良。
使用所述的电沉积滚筒a时，在镀锌网线6与外层2之间的接触面 压力较弱的部分上，由于通电时的发热而熔融了的导电性低熔融合金发 生移动，其结果，可得到与实施例1及2同样的结果。
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