JP2017186639A - 電解液中の少なくとも一つの汚染性カチオン濃度を低下させる方法 - Google Patents
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Abstract
Description
定電位を利用して電解液11中の銅イオンの含有量を減らし、平面状アルミニウムを負電極25とし、不活性金属白金を正電極24とし、1〜20vol%H2SO4及び1〜30g/LCu2+イオンを含有する模擬電解液11を用いて、二電極システム(即ち、該正電極24と該負電極25)によって銅の吸着量の試験を行った。詳細な試験では、10vol%H2SO4及び5g/LCu2+イオンを含有する模擬電解液11を用いて、スキャン速度が0.1V/sである時のサイクリックボルタンメトリー法の計測結果は、図4に示す。銅イオンの還元ピーク値は−2.0V(Ag/Cl)である。該二電極システムに対して電源供給装置27によって外部からバイアス電圧−2.0Vを1時間ほど印加した際、計算により固体銅の吸着速度は7.85ppm/hr・cm2であった。単純に金属活性化吸着を用いて、外部からバイアス電圧を印加しない際の結果は吸着速度が0.35ppm/hr・cm2である。吸着速度は22倍高まり、しかも電圧制御の下で、副反応が発生し難い。
定電位法と多孔性の発泡アルミニウムを組み合わせて吸着して銅イオンの含有量を減らし、多孔性の発泡アルミニウムを負電極25として、作用可能な活性面積を広めて吸着速度を高める場合、10vol%H2SO4及び5g/LCu2+イオンを含有する模擬電解液11を用いて、二電極システムを用いて銅の吸着量の試験を行う。その銅イオンの還元ピーク値は−2.0Vである。該二電極システムに対して電源供給装置27を用いて外部からバイアス電圧−2.0Vを1時間ほど印加した際、計算により固体銅の吸着速度は40.00ppm/hr・cm2であった。平面状アルミニウムの電極を用いて吸着する場合に比べて、その吸着速度は5倍高まった。中空隙又は微細空隙の電極材料によって、汚染性カチオンの吸着量を大幅に高めることができる。
定電位法と撹拌装置の組み合わせによって銅イオンの含有量を低下させ、平面状アルミニウムを負電極25とし、10vol%H2SO4及び5g/LCu2+イオンを含有する模擬電解液11を用いて、且つイオン除去循環システム2に回転数200rpmの撹拌装置を加えて、電解液11中のイオンの拡散移動を強めて、電気二重層の中のイオンの過度な堆積を減少させて、イオン濃度勾配により吸着速度が低下する状況を低減する。該二電極システムに対して電源供給装置27によって外部からバイアス電圧−2.0Vを印加して、その還元電流値を観察する。撹拌装置が撹拌する状態で、還元電流値は撹拌を行わない時に比べて電流密度は3.5mA/cm2から7.3mA/cm2までに大きくなっている。汚染性カチオンの吸着速度を大幅に速めることができる。
2 イオン除去循環システム
10 陽極処理槽
11 電解液
12 汚染性カチオン
13 汚染性陰イオン
20 槽体
21 入水管路
22 出水管路
23 ポンプ
24 正電極
25 負電極
26 撹拌装置
27 電源供給装置
A-K 点
S11〜S14 ステップ
Claims (11)
- 電解液中の少なくとも一つの汚染性カチオン濃度を低下させる方法であって、
(1)陽極処理槽を含み、該陽極処理槽の中には電解液があり、該電解液は少なくとも一つの汚染性カチオンを含む陽極処理装置を提供するステップと、
(2)
槽体と、
該陽極処理槽と該槽体を連通する入水管路と、
該槽体と該陽極処理槽を連通し、該陽極処理槽、該入水管路、該槽体と共に循環管路を構成する出水管路と、
該循環管路に設置され、該循環管路において該電解液を循環輸送することに用いられるポンプと、
該槽体の中に設置する正電極と、及び
該槽体の中に設置する負電極と、を含む、イオン除去循環システムを提供するステップと、
(3)サイクリックボルタンメトリー法を用いて該電解液中の少なくとも一つの該汚染性カチオンの還元電位を分析するステップと、及び
(4)該正電極に対して該還元電位を印加し、少なくとも一つの該汚染性カチオンを該負電極の表面に吸着させ、且つ還元して該表面に固化させるステップと、を含む
ことを特徴とする電解液中の少なくとも一つの汚染性カチオン濃度を低下させる方法。 - 該陽極処理装置のメッキ膜の製造過程は普通の陽極処理と、マイクロアーク陽極処理と、及び硬質陽極処理と、を含むことを特徴とする請求項1に記載の電解液中の少なくとも一つの汚染性カチオン濃度を低下させる方法。
- 少なくとも一つの該汚染性カチオンはカリウム、ナトリウム、バリウム、ストロンチウム、カルシウム、マグネシウム、ケイ素、亜鉛、炭素、クロム、鉄又は銅の中の1つ又はさらに複数を含むことを特徴とする請求項1に記載の電解液中の少なくとも一つの汚染性カチオン濃度を低下させる方法。
- 該負電極は板状電極又は多孔性電極であることを特徴とする請求項1に記載の電解液中の少なくとも一つの汚染性カチオン濃度を低下させる方法。
- 該負電極は、活性炭、ステンレススチール、アルミニウム又は鉛から構成されることを特徴とする請求項4に記載の電解液中の少なくとも一つの汚染性カチオン濃度を低下させる方法。
- 該電解液はリン酸、硫酸、ホウ酸、シュウ酸、クロム酸、又はその混合物を含むことを特徴とする請求項1に記載の電解液中の少なくとも一つの汚染性カチオン濃度を低下させる方法。
- 該槽体はさらに撹拌装置を含むことを特徴とする請求項1に記載の電解液中の少なくとも一つの汚染性カチオン濃度を低下させる方法。
- 少なくとも二つの汚染性カチオンを同時に還元して該表面に固化させる際、該正電極に対して少なくとも二つの該汚染性カチオンの還元電位の中の比較的大きい還元電位を印加することを特徴とする請求項1に記載の電解液中の少なくとも一つの汚染性カチオン濃度を低下させる方法。
- 少なくとも一つの該汚染性カチオンの該還元電位は、該サイクリックボルタンメトリー法により得られたサイクリックボルタモグラムの最大の還元電位値であることを特徴とする請求項1に記載の電解液中の少なくとも一つの汚染性カチオン濃度を低下させる方法。
- 該銅イオンの還元電位は−2.0V(Ag/Cl)であることを特徴とする請求項3に記載の電解液中の少なくとも一つの汚染性カチオン濃度を低下させる方法。
- 該陽極処理装置は作動状態にあることを特徴とする請求項1に記載の電解液中の少なくとも一つの汚染性カチオン濃度を低下させる方法。
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