Fe‑Ni系合金金属箔的电镀装置及方法与流程

本发明涉及一种在可应用为品质特性优异的电子器件用面板(panel)、精细金属掩膜(fmm：finemetalmask)、密封材或接合材料的fe-ni系合金金属箔上形成功能性后处理层的电镀方法及装置。

背景技术：

金属箔被开发为多种用途而广泛利用于家庭/工业中。例如，铝箔(aluminumfoil)广泛用于家庭或食物烹调，不锈钢箔(stainlesssteelfoil)主要用作建筑用内饰材料或外饰材料。

并且，电解铜箔(electrolyticcopperfoil)广泛用于印刷回路基板(pcb：printedcircuitboard)的电路，最近广泛用于电脑、个人掌上电脑(pda)、电子书、手机等小型产品。

还生产特殊用途的金属箔，其中fe-ni系合金金属箔因热膨胀系数(coefficientofthermalexpansion，cte)低而能够用作有机发光二极管(oled，organiclightemittingdiodes)用基板、密封材及fmm用材料等，还作为二次电池的集电体或电子器件的基板等而备受关注。

众所周知，制造这种fe-ni系合金金属箔的方法有轧制(rolling)法和电铸(electro-forming)法。其中，电铸法是向与设置在电解槽内的旋转的圆筒形阴极辊相对的一对圆弧形状的阳极所围绕的缝隙，通过供液喷嘴供应电解液来导电，使fe-ni系合金电沉积到所述阴极辊的表面，通过收卷来制造金属箔的方法。

通过这种电铸法制造的fe-ni系合金金属箔的优点在于平均晶粒大小微细而机械物理性质优异，还可使用较低制造费用而使得制造成本低。

另外，通过电铸法制造的fe-ni系合金金属箔虽然具有能够制造成柔韧且超极薄的优点，但若无法有效防止(确保防锈性)fe-ni系合金金属箔表面及内部不可避免地含有的水分或运送及储存中发生的生锈(红绣)，则会导致难以适用材料或缩短制造出的元件寿命的问题。

为解决这种问题，采用了针对箔表面的多种防锈涂覆技术。其中，还曾提出过在fe-ni合金的外面形成电解铜(cu)镀覆层并形成由电解殷钢形成的散热电路层来提高耐蚀性及散热性能的技术等(韩国专利公开第2011-0053805号)。

作为另一例，通过电铸法制造的fe-ni系合金金属箔中，原子间化学结合且不伴随原子之间的扩散过程，因此残余应力非常大，根据不同情况，还有可能发生形状不均的现象。因此，一般，制造后要经通过焊后热处理消除残余应力的工艺，这种焊后热处理过程中会产生表面变色和表面生锈的问题。

作为解决这种问题的一个例子，为了防止所述fe-ni合金金属箔的热处理过程中产生表面变色，曾提出在表面涂覆金属来形成金属阻挡层的方案。

所述金属阻挡层能够有效防止在300℃以上高温的大气氛围下的氧气的渗透及fe-ni金属箔内的fe向表面扩散，从而有助于提高fe-ni系合金金属箔的耐热性及防锈性。

技术实现要素：

(一)要解决的技术问题

所述金属阻挡层可通过无电镀法、电解法或真空蒸镀法形成，本发明涉及一种用电解法(电镀法)在fe-ni金属箔上形成耐热性金属阻挡层或另一功能性金属涂覆的装置。

本发明提供一种装置，当制造可应用为品质特性优异的电子器件用面板(panel)、精细金属掩膜(fmm：finemetalmask)、密封材或接合材料的fe-ni系合金金属箔时，为了使金属箔具有特定功能而用金属处理表面的情况下，在fe-ni系合金金属箔表面进行电镀的装置。

本发明要解决的技术问题并不限定于上述内容，本发明附加的技术问题记载于整个说明书内容中，本发明所属技术领域的技术人员在通过本发明的说明书理解附加的技术问题上不存在任何困难。

(二)技术方案

本发明的作为在fe-ni合金金属箔的表面进行电镀的电镀装置，包括：电解槽，包括电解液；第一导电辊和第二导电辊，位于所述电解槽外部，并用作阴极；浸渍辊，位于所述电解槽内部，将通过第一导电辊供应的金属箔引入到电解槽内部，并使其浸渍到电解液中后通过第二导电辊排出；一对第一阳极，设置于所述第一导电辊与所述浸渍辊间的金属箔移动路径的两侧；一对第二阳极，设置于所述浸渍辊与所述第二导电辊间的金属箔移动路径的两侧；以及电镀槽，通过连接使所述第一导电辊与所述第一阳极间导电，且使所述第二导电辊与所述第二阳极间导电。

所述电镀槽可具备2个以上，一个电镀槽和与其相邻的电镀槽共享一个导电辊。

所述共享的导电辊可与形成一个电镀槽的上通道的阳极桥和形成邻接电镀槽的下通道的阳极桥电连接。

在金属箔与所述第一导电辊接触后开始分离的地点部位，可具备用于向所述金属箔的两面喷电镀溶液的喷头。

所述第一导电辊和第二导电辊中的至少一个导电辊在开始与金属箔接触的位置上可具备缓冲辊。

本发明提供一种在fe-ni合金金属箔的表面进行电镀的电镀方法，所述电镀方法使用电镀装置，所述电镀装置包括：电解槽，包括电解液；第一导电辊和第二导电辊，位于所述电解槽外部，并用作阴极；浸渍辊，位于所述电解槽内部，将通过第一导电辊供应的金属箔引入到电解槽内部，并使其浸渍到电解液中后通过第二导电辊排出；一对第一阳极，设置于所述第一导电辊与所述浸渍辊间的金属箔移动路径的两侧；以及一对第二阳极，设置于所述浸渍辊与所述第二导电辊间的金属箔移动路径的两侧，电连接所述第一阳极与所述第一导电辊、电连接第二阳极与第二导电辊，并施加电流。

另外，优选向金属箔与所述第一导电辊接触后开始分离的地点部位喷电镀溶液，将所述电镀溶液优选喷在金属箔的两面。

进而，优选在所述金属箔开始与所述第一导电辊和所述第二导电辊中的至少一个导电辊接触的位置，通过缓冲辊使所述金属箔紧贴导电辊。

(三)有益效果

根据本发明，使得比电阻大而难以导电的fe-ni系合金金属箔具有固定的电压差，从而能够执行均匀的金属涂覆，制造高品质的fe-ni金属箔。

进而，能够在高品质的fe-ni金属箔上均匀地形成功能性涂覆层，提高金属箔的耐热性、散热性等，因此可优选用作有机发光二极管(oled：organiclightemittingdiodes)用fmm、密封材、电子器件的基板等的材料。

附图说明

图1是概略性地示出包括一般电镀槽的电镀装置的剖面结构的图。

图2是示出施加相同电流时测定基于材料及极间距离的刷镀电压变化的图表。

图3是概略性地示出可适用于比电阻高的fe-ni合金箔的本发明一实施例的导电结构的图。

图4是概略性地示出本发明一实施例的具备溶液喷头的电镀槽的图。

图5是概略性地示出本发明一实施例的具备缓冲辊的电镀槽的图。

具体实施方式

本发明作为向可应用为品质特性优异的电子器件用面板、精细金属掩膜(fmm：finemetalmask)、密封材或接合材料的fe-ni系合金金属箔赋予功能性的方案，提供一种在fe-ni合金金属箔表面进行金属电镀的方法。

下面参照附图来更具体地说明。

图1是对为了确保fe-ni合金金属箔的耐热性、耐蚀性及蚀刻性等物理性质而能够实现两面和/或偏差电镀处理、干燥等的fe-ni合金金属箔的后处理设备的电镀槽的一个例子。

将具有约20μm厚度的fe-ni合金金属箔连接到如图1中的后处理电镀槽并施加适当程度以上的电流(current)时，能够确认到随刷镀电压上升而在导电辊(conductorroll)中发生电弧(arc)等短路(shot)现象。

作为例子，向一个电镀槽的各阳极桥(anodebridge)施加110a左右，即考虑到fe-ni金属箔的宽度及长度而施加相当于约2a/dm²左右的电流，从而观察此时刷镀电压的变化并将其结果表示在表1。

【表1】

从上表1可知，当通过图1示出的no.1c/r的导电辊控制a和d的阳极桥时，各电桥的刷镀电压之间存在较大差异。同样地，当控制b和c的电桥时，各电桥的刷镀电压之间也具有较大差异。

进而，当no.1c/r控制a至d的所有电桥时，虽然a与b电桥间及c与d电桥间具有类似的刷镀电压，但a与d电桥间及b与c电桥间的刷镀电压具有较大差异。

这种现象是无法再进行高电流导电的状态，无法在相同电解槽内控制各阳极桥的电流，而且施加电流时，随着电压的增加(电阻的增加)，极薄的fe-ni合金金属箔会发热、产生烟气、出现热皱等。

因此，分析电解处理设备及材料对如图1所示的垂直型电解槽(“v”typeverticalcell)中的fe-ni合金金属箔的导电性的影响，其结果，相比于其他材料，所使用材料即fe-ni合金金属箔的比电阻非常高，并且这种电阻值呈现材料的厚度越薄、导电通道(pass)越长，导电时电阻值显著增加的趋势。

即，在一般的电镀导电方法中，如图1所图示，导电通路上的no.1导电辊(conductorroll，c/r)连接从整流器出来的阴极而向下通道(downpass)的a及b阳极桥(anodebridge，阳极)和上通道(uppass)的c及d阳极桥导电。

在这种导电辊位置，因从导电辊到上通道上的c及d电桥的电通道(pass)长度变长，阻抗(impedance)也相应地增加。因此，对于导电通道线路(passline)上的fe-ni合金金属箔，上通道(uppass)方向的阳极即c及d电桥的刷镀电压将高于下通道(downpass)方向的阳极即a及b电桥的刷镀电压。

因此，相比比电阻低的极薄的cu箔或厚度约200μm以上的厚碳钢材料，在比电阻明显高的100μm以下的超极薄fe-ni合金金属箔表面上进行电镀时，电阻随电流的增加而增加，导致刷镀电压(platingvoltage)急剧上升。

上述现象可通过图2确认。图2是示出当施加相同电流(lab.，14a/dm²，26a)时根据材料及极间距离进行导电测试而获得的刷镀电压的变化的图表。即，根据图2，观察极间距离相同时的刷镀电压，相比75μm厚度的sts材料的箔及35μm厚度的cu箔，极薄的fe-ni箔的刷镀电压相对较高。

进而，75μm厚度的sts材料的箔和35μm厚度的cu箔几乎没有基于极间距离的刷镀电压差异，厚度为13μm的超极薄的fe-ni箔呈现刷镀电压随极间距离的增加而增加的趋势。

因此，如前述说明，在如fe-ni合金等比电阻大的材料，尤其在极薄的材料表面进行电镀时，电阻随着导电辊与连接于导电辊的阴极桥间的距离变长而增大，从而导致电压差增大，最终无法提高电流。

如上所述，对比电阻高的fe-ni合金金属箔进行电镀时，对导电性产生影响的因素在于基于导电辊与箔的距离的电压差异，从而可知最终由(-)供应源与(+)供应源间的距离左右电压变化。

因此，优选地，如上所述的在比电阻高的fe-ni合金金属箔的表面进行电镀时，使导电辊(c/r)与阳极桥间的间隔最小化。

因此，优选地，在如fe-ni等比电阻高的极薄材料表面进行电镀时，为了使导电辊(c/r)与阳极桥的间隔最小化，如图3所示，以fe-ni合金金属箔的移动方向为基准，下通道(downpass)的a及b的阳极桥(阳极)作为相对电极而构成与no.1c/r(阴极)连接的电路并连接到整流器而导电，上通道(uppass)的c及d的阳极桥(阳极)作为相对电极而构成与no.2c/r(阴极)连接的电路并连接到整流器而导电。

具有这种通过连接整流器的电源来连接各阳极桥与导电辊间的电路的导电结构，从而能够使导电辊与阳极桥的间隔最小化，并且，能够均匀地维持上通道与下通道间的极间间隔，使基于各电桥的电压差最小化。

根据需要可具备两个以上的所述电镀槽。此时，一个电镀槽和与其邻接的电镀槽可共享相邻位置的导电辊。例如，第一电镀槽的第二导电辊可起到第二电镀槽的第一导电辊的作用，据此，所述第一电镀槽的第二导电辊连接到形成第一电镀槽的上通道的阳极桥，进而连接到形成第二电镀槽的下通道的阳极桥。

另外，对如上所述的刷镀电压(platingvoltage)上升得比较高的材料进行电镀时，电镀槽(platingcell)的c/r后面，即如图4所示，在与导电辊接触后开始分离的地点部位优选设置用于向fe-ni合金金属箔的两面喷电镀溶液的喷头(showernozzle)。

通过所述喷头，将电镀液喷到导电辊后面的金属箔，从而能够吸收因高刷镀电压而散发的热，能够防止金属箔中的发热导致的烟气的产生，并且还能抑制热皱的生成。

进而，由于极薄的fe-ni合金金属箔为导电性差的材料，因此优选地，通过提高所述极薄的金属箔与导电辊间的接触性来防止导电性的提高所导致的短路的发生。当刷镀电压变高而使导电辊与箔的接触不均匀时，会加深因电路短路引起短路的趋势。

因此，优选地，如图5所示，为了提高所述极薄的金属箔与导电辊(c/r，conductorroll)间的接触性，在所述金属箔与c/r开始接触的位置设置缓冲辊(snubberroll)，使金属箔与c/r更良好地贴紧。据此，能够诱导导电辊与金属箔的稳定接触，由此能够防止在接触地点发生短路(电弧)，还能降低刷镀电压(platingvoltage)。