JP2001342589A - 銅箔の製造方法及び製造装置 - Google Patents
銅箔の製造方法及び製造装置Info
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Abstract
り、作業性が良好な電解処理を用いた銅箔の製造方法と
その製造装置を提供する。 【解決手段】電解液に浸漬したカソード体とアノード体
の間に通電して電解反応により前記カソード体表面に銅
箔を析出させ、カソード体表面から銅箔を剥離して銅箔
を製造する方法において、銅箔を剥離した後に露出した
カソード体表面を連続的又は間欠的に電解処理する。
Description
る際に、銅箔の外観と機械特性を安定かつ良好にするこ
とが可能な銅箔の製造方法及び製造装置に関する。
ドラム状の不溶性のカソード体とこれに対向する半円弧
状のアノード体を有する電解槽を用い、カソード体とア
ノード体の間隙に、銅イオンを含む電解液を供給して電
解反応を行うことによって、カソード体表面に銅を電析
して製造されている。カソード体には、チタンやステン
レス又はクロム等を被覆したステンレス鋼から成るドラ
ム状のカソード体が用いられる。これらカソード体は、
時間の経過と共にカソード体表面に有機物やごみ等の異
物が付着したり、アノード体から発生する酸素ガスや電
解液の飛散した雰囲気中にさらされることで表面に酸化
被膜が形成する。この酸化被膜は耐食性を有する一方、
酸化被膜が厚くなると、通電を阻害する。これらカソー
ド体表面の付着物や酸化被膜は銅の析出を阻害する虞れ
があり、電析した銅箔の変色や表面ムラといった外観不
良やピンホールを発生するばかりでなく、電析する銅の
結晶成長を阻害することから、得られる銅箔の引張強さ
や伸び率の低下といった機械特性にも悪影響を及ぼすと
いう問題があった。
ごみや酸化被膜を取り除く目的でカソード体表面を研磨
バフを用いて物理的にバフ研磨することが行われてい
た。このバフ研磨は、付着物や酸化被膜を除去し、活性
なカソード体表面を露出させる目的の他に、カソード体
表面の粗さを調整する目的がある。表面が必要以上に粗
いと電析時の結晶成長に影響を及ぼし機械特性の悪化や
薄箔でのピンホールの原因となり、また細かいとカソー
ド体表面との密着性が悪化し、めっき途中で剥離してし
まうことがある。しかしながら、この物理的なバフ研磨
は、作業性が悪く時間がかかるため、生産効率が低下す
るという問題があった。
は、電解銅箔の製造に用いるカソード体を陽極酸化し、
予めカソード体表面に1.4〜140Åの酸化被膜を形
成して電着ドラムの長寿命化を図る方法が開示されてい
る。
厚み制御が困難なため、部分的に酸化被膜の厚みが不均
一になることがある。酸化被膜が部分的に厚くなると、
電気を通電し難くなる為、電流密度の分布に影響を及ぼ
し、結晶成長の阻害や異常析出が懸念される。また、物
理的なバフ研磨とは目的が異なり、活性なカソード表面
を露出することができない。
のカソード体の物理的なバフ研磨法に代わり、作業性が
良好な電解処理を用いた銅箔の製造方法とその製造装置
を提供することにある。
する工程において、前述した問題を解決するため鋭意検
討した結果、カソード体表面に形成された酸化被膜を銅
箔を剥離した後に電解処理することにより、従来の様な
バフ研磨を行うことなく、外観、機械特性ともに安定な
銅箔が得られることを見出し、この知見に基づいて本発
明を完成するに至った。
ソード体とアノード体の間に通電して電解反応により前
記カソード体表面に銅箔を析出させ、カソード体表面か
ら銅箔を剥離して銅箔を製造する方法において、銅箔を
剥離した後に露出したカソード体表面を連続的又は間欠
的に電解処理することを特徴とする銅箔の製造方法を提
供するものである。本発明は、また、電解液に浸漬した
カソード体とアノード体との間に通電して電解反応によ
り前記カソード体表面に銅箔を析出させ、カソード体表
面から銅箔を剥離するようになした銅箔製造装置におい
て、カソード体表面との間に電解処理液溜りを生成させ
る液溜めロールと、この電解液溜り生成部に設置した電
解処理用アノード体とからなる電解処理装置をカソード
体表面から銅箔を剥離する位置より後方に設けたことを
特徴とする電解銅箔の製造装置を提供するものである。
した酸化被膜を連続的又は間欠的に電解処理して、電析
に有効な活性なカソード体表面を得ることにより、機械
特性が安定した銅箔を製造することを可能とした。ま
た、銅箔の連続生産にも対応することができる。
理することで酸化皮膜の厚さを容易制御できることか
ら、カソード体表面に薄い酸化被膜として保つことも可
能であり、必ずしも酸化被膜を完全に除去する必要はな
い。酸化皮膜は、カソード体表面に形成される銅箔との
剥離性が良好であり、カソード体の使用期間の延長も可
能となった。
例を図1に示す。まず、電解槽1の中には、例えば鉛又
は不溶性極板の半円弧状のアノード体2と、例えばチタ
ン、ステンレス又はクロム等を被覆したステンレス鋼か
ら成るドラム状のカソード体3が所定の間隔で対向配置
している。電解槽内のアノード体2とカソード体3の間
隙には、銅イオンを含有した電解液4が満たされてい
る。カソード体3の表面に生成した銅箔9は巻き取りロ
ール8に巻き取られる。
に電解処理液溜り5を生成させる液溜めロール6と、こ
の電解処理液溜り生成部に設置した電解処理用アノード
体7とからなっており、カソード体3表面から銅箔9を
剥離する位置より後方に設けられている。この電解処理
装置は、電解処理液をカソード体表面の酸化被膜に効率
良く供給することができ、銅箔の剥離後、好ましくはカ
ソード体3が回転運動を伴い再び電解液4に入る直前に
カソード体3表面と絶縁体の液溜めロール6面の間に供
給されるようになっている。電解処理液溜り5には電解
処理用アノード体7が設置されている。電解処理液は、
必要に応じ濃度管理が可能な水溶液貯蔵タンクから、ポ
ンプで供給される。電解処理液の濃度は期待する効果に
合わせて調整する。本発明の方法において、電解処理は
必ずしも連続生産工程において行う必要はなく、連続生
産を中断し、カソード体を別に設けられ専用設備で行う
ことも可能である。
理用アノードの間に満たされた電解処理液から電気分解
によってカソード体表面で水素を発生し、この水素がカ
ソード体表面の酸化被膜を還元することによって行われ
る。よって、供給される電解処理液は特に限定されるも
のではないが、例えば、硫酸水溶液、リン酸水溶液、塩
酸水溶液のような酸性水溶液、硫酸ナトリウム、塩化カ
リウムのような中性水溶液を用いることができるが、銅
箔製造の連続生産工程に用いるには電解液に混入した場
合、電析する銅箔の外観や機械特性など銅箔に一切の害
を与えるものであってはならない。よって、銅箔製造に
用いる電解液、あるいはその電解液の成分比が異なるも
のから、銅イオンを除外した水溶液を用いることが好ま
しい。
製造には硫酸銅水溶液が用いられることから、銅箔の製
造には硫酸水溶液を電解処理液として用いることが好ま
しい。硫酸水溶液を用いる場合、その電解処理液の濃度
は、硫酸濃度が5〜200g/lの水溶液であることが
好ましい。硫酸濃度が5g/l未満の場合は、効果が期
待できず、また200g/lを超える場合は、カソード
体を腐食することが起こり得るからである。また、電解
処理液は、水中の含有イオンの影響が懸念されることか
ら純水で調製することが好ましい。
ソード体と同程度で、縦幅が5〜50mmの酸化イリジ
ウム/チタン製の電極が好ましく用いられる。また、電
流密度は10〜100A/dm2とすることが好まし
い。
が可能である。また、電解処理装置は図1に示すような
銅箔の製造を行いつつ電解処理を行う連続運転ばかりで
なく、電解処理用アノード体と電解処理液槽及び電源か
ら成る専用の処理槽を用いて行うことも可能である。こ
の場合は、銅箔の製造に用いる電解液中に還元処理液が
混入することがないため、還元処理液の選択幅が広が
り、例えば硫酸ナトリウムのような中性の水溶液を用い
ることが可能となる。
て、カソード体表面に形成された酸化被膜を電解処理す
ることにより、従来の様なバフ研磨を行うことなく外
観、機械特性とも安定な金属を製造することが可能とな
る。
本発明は実施例に限定されるものではない
て、ドラム状のカソード体3を直径2000mm、幅1
500mmのチタン製ドラムとし、このドラム表面をバ
フ研磨し、表面の粗さを調整した。電解液4として、C
uSO4・5H2O 280g/l、H2SO4 90
g/lからなる水溶液を調整し、電解液温度40℃、流
速0.3m/secの条件下で電流密度50A/dm2
で通電した電解反応により厚さ15μmの銅箔を製造し
た。得られた銅箔の常温の引張強さをJIS C 65
15に基づいて測定したところ、580N/mm2であ
った。また、銅箔マット面の表面粗さをJIS B06
01に基づいて測定したところ、Raは0.28μmで
あった。銅箔外観の変色は確認されなかった。ついで、
電解処理液供給口から、純水を使用した硫酸濃度10g
/lの電解処理液をドラム状のカソード体3と液溜めロ
ール6の間に供給し、電解処理用アノード体7と円筒型
カソード回転体3とで電流密度50A/dm2で連続電
解処理を行い14日後の引張強さを同様にして測定した
ところ、570N/mm2であった。表面粗さRaは
0.29μmであった。銅箔外観の変色は確認されなか
った。
わなかったこと以外は実施例1と同様にして14日後の
引張強さを測定したところ、430N/mm2であっ
た。表面粗さRaは0.32μmであった。銅箔外観は
変色が発生した。
して硫酸濃度を50g/lとし、電流密度を15A/d
m2で連続電解処理を行ったこと以外は、実施例1と同
様にして電解銅箔を連続生産した。結果を表1に示す。
して硫酸濃度を150g/lとし、電流密度を30A/
dm2で電解処理を行った。電解処理は、間欠的に12
時間毎にそれぞれ1時間電解処理を行ったこと以外は、
実施例1と同様にして電解銅箔を連続生産した。結果を
表1に示す。
して硫酸濃度を1g/lとし、電流密度を5A/dm2
で連続電解処理をおこなったこと以外は、実施例1と同
様にして電解銅箔を連続生産した。結果を表1に示す。
して硫酸濃度を300g/lとし、電流密度を5A/d
m2で連続電解処理を行ったこと以外は、実施例1と同
様にして電解銅箔を連続生産した。結果を表1に示す。
色・ムラ発生無しを○、部分的に変色・ムラ発生有りを
△、変色・発生有りを×と評価した。
は、14日連続生産後の引張強さが初期値と同様で劣化
が認められない。銅箔外観も変色やムラの発生が見られ
ず良好であった。一方、電解処理を行わない比較例1
は、引張強さが低下し、銅箔外観も変色が発生した。ま
た、電解処理液の濃度が低い比較例2では、効果が充分
でなく、電解処理濃度が高い比較例3では、表面粗さが
大きく、銅箔外観のムラが発生した。
の酸化被膜を必要に応じて連続的に又は間欠的に電解処
理することにより、酸化被膜の厚みを均一に保つことが
可能となる。よって、外観、機械特性とも安定な銅箔を
生産することが可能となる。電解処理を連続的に行え
ば、このような銅箔の連続生産も可能となる。
説明図。
Claims (3)
- 【請求項1】 電解液に浸漬したカソード体とアノード
体の間に通電して電解反応により前記カソード体表面に
銅箔を析出させ、カソード体表面から銅箔を剥離して銅
箔を製造する方法において、銅箔を剥離した後に露出し
たカソード体表面を連続的又は間欠的に電解処理するこ
とを特徴とする銅箔の製造方法。 - 【請求項2】 電解処理を硫酸を5〜200g/l含む
水溶液で行う請求項1記載の銅箔の製造方法。 - 【請求項3】 電解液に浸漬したカソード体とアノード
体との間に通電して電解反応により前記カソード体表面
に銅箔を析出させ、カソード体表面から銅箔を剥離する
ようになした銅箔製造装置において、カソード体表面と
の間に電解処理液溜りを生成させる液溜めロールと、こ
の電解液溜り生成部に設置した電解処理用アノード体と
からなる電解処理装置をカソード体表面から銅箔を剥離
する位置より後方に設けたことを特徴とする電解銅箔の
製造装置。
Priority Applications (1)
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---|---|---|---|
JP2000162426A JP4465084B2 (ja) | 2000-05-31 | 2000-05-31 | 銅箔の製造方法及び製造装置 |
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-
2000
- 2000-05-31 JP JP2000162426A patent/JP4465084B2/ja not_active Expired - Lifetime
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