JP3674499B2 - Method for producing phosphorus-containing copper base material for copper plating and apparatus for producing the same - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、溶解炉からの溶銅を、ベルトキャスター式連続鋳造機を用い連続して銅メッキ用含リン銅母材を製造する、銅メッキ用含リン銅母材の製造方法及びその製造装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
例えば、プリント基板上の配線パターンは、銅メッキ、特に硫酸銅メッキにより好適に形成することができ、この硫酸銅メッキでは陽極(アノード)に含リン銅(リンを約0.04%含む脱酸素銅)が用いられる。リンの含有は、銅陽極の円滑な溶解を促進するもので、リンが含有されない銅アノードを用いた場合には、メッキ被膜の均一な密着性が低下する。
【0003】
この銅メッキ用アノードは、棒状、線状、球(ボール)状等の形状に成形され、特に、球状の銅メッキ用アノードでは転がしによる供給が容易となる。従来、この種の銅メッキ用アノードは、含リン銅ビレットを押出し加工した後、鍛造又は転造して製造する方法、銅ボールを直接鋳造して製造する方法などにより製造されていた。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、現在市場に出ている銅メッキ用アノードである、例えば銅ボールは、殆どが含リン銅ビレットを押出し加工することによる上述の方法で製造されている。この製造方法は、含リン銅ビレット又はケークを一旦押出し加工して棒状にした後、鍛造若しくは転造して銅ボールを製造する。この製造方法では、一般にコストがかかる押出し加工工程が必要となり、さらにその後鍛造若しくは転造加工を行うため、製造コストが非常にかかる欠点があった。また、押出し加工によって得られる棒材は、製法上、有限の長さの材料でしか得られないため、銅ボール製造工程において、素線を連続的に供給しがたく、銅ボールを、低コストで連続的に得ることができなかった。
【0005】
また、上述した銅ボールを直接鋳造して製造する方法では、鋳造によって直接的に銅ボールを製造するため、押出、鍛造等の加工工程が無く、銅ボールに鋳造組織が残留して、組織が均一にならない欠点がある。そのため、冷却後、銅ボールが割れたり、銅陽極として均一な溶解性が得られない品質上の問題があった。
【0006】
また、銅線を安価かつ大量に連続製造する方法として、ベルトキャスター式の連続鋳造機と連続圧延装置とを組み合わせた方法が広く知られている。この方法により製造される銅線は、酸素を200〜500ppm含有したタフピッチ銅と呼ばれる純銅である。銅メッキ含リン銅母材となる含リン銅線の製造において上記方法を用いると、添加したリンと溶銅中の酸素とが結合して系外に出るため、余剰のリンを投入しなくてはならない。よって、溶銅中の酸素を低減する必要が生じるが、酸素濃度を下げただけでは、鋳造バーに割れが生じて、圧延された線は表面に傷が多く品質の悪いものとなる。これは、連続鋳造機直前で添加物を投入する以外に特に溶銅に対して処理を行わない場合、すなわち脱水素処理を行わない場合には、溶銅中の酸素濃度が低いために水素濃度が上昇し、鋳造時のガス放出によって鋳造バーにホールが多く形成され、線に割れが発生するためである。こうした鋳造バーのホールは、溶銅の凝固時に、溶銅中の水素と酸素の溶解度が減少するために生成されるH2Oホールに起因する。このH2Oホールが冷却時にトラップされるため、圧延時に傷となる。熱力学的には、溶銅中の水素と酸素の濃度は、次式で表される関係にある。
〔H〕2〔O〕=pH2O・K ………式(A)
ここで、
〔H〕 : 溶銅中の水素濃度
〔O〕 : 溶銅中の酸素濃度
H2O : 雰囲気中の水蒸気分圧
K : 平衡定数
である。
【0007】
平衡定数Kは、温度の関数であり、一定温度下では定数となるため、溶銅中の酸素濃度と水素濃度は反比例の関係となる。そのため、還元処理、すなわち脱酸するほど水素濃度が高くなり、凝固時にホールが形成され易く、傷の多い、表面品質の悪い銅メッキ用含リン銅母材しか製造できなくなる。そのため、脱酸素のみでなく、脱水素をも行わなければ、凝固時にホールが大量に生成されて、表面品質の良好な、すなわち高品質の銅メッキ用含リン銅母材を製造することができない。
【0008】
本発明は上記状況に鑑みてなされたもので、リンを含有させながら、且つホールの生成を抑制することができる銅メッキ用含リン銅母材の製造方法及びその製造装置を提供し、もって、高品質の銅メッキ用アノードを、安価に、且つ大量生産することを目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】
請求項1に記載の発明は、溶銅をベルトキャスター式連続鋳造機に供給し、該ベルトキャスター式連続鋳造機から導出された鋳造母線材から棒状、線状又は球状の銅メッキ用アノードを連続的に製造する銅メッキ用含リン銅母材の製造方法であって、溶解炉の還元性雰囲気で燃焼を行い溶銅をつくる工程と、該溶解炉から送られた溶銅を、非酸化雰囲気でシール可能な鋳造樋を用いてタンディシュまで移送する工程と、該鋳造樋を通過する溶銅に対して脱水素処理する工程と、これらの工程を経て、脱酸、脱水素された後の溶銅にリンを添加する工程と、を含むことを特徴とする。
【0010】
この銅メッキ用含リン銅母材の製造方法では、ベルトキャスター式連続鋳造機が用いられ、低コストで長尺の鋳造母線材が連続的に製造可能になる。そして、ガス放出が少なく、ホールの生成が抑制され、線表面の傷が低減されるので、鋳造母線材が割れず、表面品質の良好な銅メッキ用含リン銅母材が得られる。さらに、曲げに対しても強い鋳造母線材が得られ、例えば球状の銅メッキ用アノードを製造したときの割れが防止される。また、ベルトキャスター式連続鋳造機が用いられることで、鋳造後に熱間圧延工程があり、銅メッキ用アノードが直接鋳造される場合に生じていた鋳造組織の残留が無くなり、且つ再結晶化により均一な組織の銅メッキ用アノードが得られる。
【0011】
請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の銅メッキ用含リン銅母材の製造方法であって、前記鋳造母線材を圧延する工程と、圧延後の銅メッキ用含リン銅母材を所定長さに切断する工程と、を含み、短尺の銅メッキ用含リン銅母材を連続的に製造することを特徴とする。
また、請求項3に記載の発明は、請求項2に記載の銅メッキ用含リン銅母材の製造方法であって、前記短尺の銅メッキ用含リン銅母材を、アルコールによって洗浄することを特徴とする。
【0012】
こうした銅メッキ用含リン銅母材の製造方法では、鋳造母線材を短尺に切断するので、長尺の銅メッキ用含リン銅母材を得る場合に必要な、巻回するための工程を不要とでき、工程数の削減を図ることができる。
また、コイル状に巻回する場合に必要な、ワックス等の潤滑油を不要とできる。銅メッキ用含リン銅母材を銅ボールに加工する際に潤滑油が残存していると、銅ボールひいては銅メッキ用アノードの品質を著しく低下させるおそれがあるが、こうした不具合を防止して、高品質の銅ボールを製造することができる。
また、銅メッキ用含リン銅母材を、例えばIPA(イソプロピルアルコール)等のアルコールで洗浄すれば、表面品質、特に光沢の良い銅メッキ用含リン銅母材を得ることができる。
【0013】
請求項4に記載の銅メッキ用含リン銅母材の製造装置は、溶銅をベルトキャスター式連続鋳造機に供給し、該ベルトキャスター式連続鋳造機から導出された鋳造母線材から棒状、線状又は球状の銅メッキ用含リン銅母材を連続的に製造する製造装置であって、還元性の雰囲気で燃焼を行い溶銅をつくる溶解炉と、該溶解炉から送られた溶銅を所定の温度に保持する保持炉と、該保持炉から送られた溶銅を非酸化雰囲気でシールしてタンディシュまで移送する鋳造樋と、該鋳造樋に設けられ通過する溶銅を脱水素処理する脱ガス手段と、これらの溶解炉、保持炉、鋳造樋を経て、脱酸、脱水素された後の溶銅にリンを添加するリン添加手段と、を具備したことを特徴とする。
【0014】
この銅メッキ用含リン銅母材の製造装置では、溶解炉において還元性の雰囲気で燃焼が行われ、溶銅が脱酸される。脱酸された溶銅は、鋳造樋において非酸化雰囲気でシールされてタンディッシュまで移送される。溶解炉において脱酸された溶銅は、酸素濃度と水素濃度とが反比例の関係となることから、水素濃度が高くなる。この水素濃度が高くなった溶銅は、鋳造樋を通過する際に、脱ガス手段によって脱水素処理される。これにより、鋳造時のガスの放出が少なくなり、鋳造母線材に生成されるホールが抑制され、線表面の傷が低減される。
【0015】
請求項5に記載の銅メッキ用含リン銅母材の製造装置は、請求項2記載の銅メッキ用含リン銅母材の製造装置であって、前記脱ガス手段は、前記溶銅を攪拌する攪拌手段であることを特徴とする。
【0016】
この銅メッキ用含リン銅母材の製造装置では、溶銅を攪拌することで溶銅中の水素を強制的に追い出して、脱水素処理が行える。すなわち、鋳造樋に、溶銅の当たる攪拌手段が設けられているので、タンディッシュへ移送される前の溶銅が攪拌手段に当たって攪拌され、非酸化雰囲気を形成するために吹き込まれた不活性ガスと、溶銅との接触性が良好となる。このとき、溶銅の水素分圧に対し不活性ガス中の水素分圧は極めて小さいため、溶銅中の水素は不活性ガス中に取り込まれ、溶銅の脱水素処理が行えるものである。
【0017】
請求項6に記載の銅メッキ用含リン銅母材の製造装置は、請求項3記載の銅メッキ用含リン銅母材の製造装置であって、前記攪拌手段は、前記通過する溶銅の流路を蛇行させる堰により構成されていることを特徴とする。
【0018】
この銅メッキ用含リン銅母材の製造装置では、鋳造樋を通過する溶銅は堰によって蛇行するように流され、激しい流れとなることで攪拌される。すなわち、溶銅自身の流れによって、自動的に攪拌されるようにできる。このように、溶銅は堰によって上下あるいは左右に激しく流れるため、鋳造樋を流れる溶銅は万遍なく不活性ガスと接触する機会があり、脱水素処理の効率が更に高められる。
この場合、例えば溶銅の流路に設けられる棒状、板状の堰が好適となる。また、この堰は、溶銅の流れ方向に複数、或いは溶銅の流れに直交する方向に複数設けられても良い。更に、この堰を、例えばカーボンによって作成すれば、溶銅とカーボンとの接触によって、脱酸処理も効率よく行うことができる。
【0019】
請求項7に記載の発明は、請求項4〜6のいずれかに記載の銅メッキ用含リン銅母材の製造装置であって、前記鋳造母線材を圧延する圧延機と、該圧延機により圧延された銅メッキ用含リン銅母材を所定長さに切断する切断手段と、を具備したことを特徴とする。
また、請求項8に記載の発明は、請求項7に記載の銅メッキ用含リン銅母材の製造装置であって、前記切断手段によって所定長さに切断された銅メッキ用含リン銅母材を、アルコールによって洗浄するアルコール洗浄手段を具備したことを特徴とする。
【0020】
こうした銅メッキ用含リン銅母材の製造装置では、請求項2又は請求項3に記載の銅メッキ用含リン銅母材の製造方法を、好適に実施することができる。
【0021】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る銅メッキ用含リン銅母材の製造方法及びその製造装置の好適な実施の形態を図面を参照して詳細に説明する。
図1は本発明に係る銅メッキ用含リン銅母材の製造装置を概略的に示した構成図、図2は図1の鋳造樋を平面視(a)、側面視(b)で示した断面図である。
【0022】
本実施の形態による銅メッキ用含リン銅母材の製造装置1は、その主要部が、溶解炉Aと、保持炉Bと、鋳造樋Cと、ベルトキャスター式連続鋳造機Dと、圧延機Eと、コイラーFとに大別構成されている。
【0023】
溶解炉Aとしては、円筒形の炉本体を有する、例えばシャフト炉が好適に用いられている。溶解炉Aの下部には、円周方向に複数のバーナー(図示略)が、上下方向に多段状に設けられている。この溶解炉Aでは、還元性の雰囲気で燃焼が行われて、溶銅(湯)がつくられる。還元性の雰囲気は、例えば、天然ガスと空気との混合ガスにおいて、燃料比を高めることで得られる。
【0024】
保持炉Bは、溶解炉Aから送られた湯を、所定の温度に保持したまま鋳造樋Cに送るためのものである。
鋳造樋Cは、保持炉Bから送られた湯を非酸化雰囲気でシールしてタンディッシュ5まで移送する。シールは、図2に示すように、鋳造樋Cの溶銅流路(溶銅の流路)31の上面を、カバー8により覆うことでなされる。この非酸化雰囲気は、例えば、窒素と一酸化炭素の混合ガスやアルゴン等の希ガスを不活性ガスとして、鋳造樋C内に吹き込むことで形成される。この鋳造樋Cには、通過する湯を脱水素処理する後述の攪拌手段(脱ガス手段)33が設けられている。
【0025】
鋳造樋Cの終端部近傍には、図示しないリン添加手段が設けられており、湯中にリンを添加できるようになっている。このリン添加手段によって、脱酸素処理及び脱水素処理された湯に対してリンを添加することができ、リンと酸素との反応を防止し、且つ直後に生じるタンディッシュ5での乱流によりリンと溶銅を良好に混合することができる。
なお、このリン添加手段が設けられる場所は、鋳造樋Cの終端部近傍に限定されない。すなわち、脱水素処理後の湯中に添加して充分に拡散すればよく、鋳造樋Cの終端部以降からタンディッシュ5の終端に至るまでの間に設けられていればよい。
【0026】
タンディッシュ5には、湯の流れ方向終端に注湯ノズル9が設けられており、タンディッシュ5からの湯がベルトキャスター式連続鋳造機Dへ供給されるようになっている。
【0027】
保持炉Bには、鋳造樋Cを介して、ベルトキャスター式連続鋳造機Dが連結されている。このベルトキャスター式連続鋳造機Dは、周回移動する無端ベルト11と、この無端ベルト11に円周の一部を接触させて回転する鋳造輪13とにより構成される。鋳造機Dは、さらに圧延機Eと連結されている。
【0028】
圧延機Eは、鋳造機Dから出た鋳造母線材23を圧延するものである。この圧延機Eは、シャー(切断手段)15、探傷器19を介して、コイラーFに連結されている。
シャー15は、一対の回転刃16、16を備えており、圧延機Eによって圧延された鋳造母線材23、すなわち銅メッキ用含リン銅母材25を短尺に切断するためのものである。例えば、ベルトキャスター式連続鋳造機Dの運転開始直後等は、鋳造母線材23の内部組織が安定しない状態であり、こうした状態で得られた銅メッキ用含リン銅母材25は、品質の安定した製品とはなり得ない。このような場合に、鋳造機Dから出た銅メッキ用含リン銅母材25をシャー15によって順次切断し、品質が安定するまで、探傷器19及びコイラーFに送らないようにする。鋳造母線材23の品質が安定したら、回転場16、16を銅メッキ用含リン銅母材25から離間させて、銅メッキ用含リン銅母材25を探傷器19及びコイラーFに送るようにする。
【0029】
ここで、上記したように、表面品質の良い低酸素銅線を製造するためには、脱酸及び脱水素が重要となる。本実施形態では、図2に示すように、脱水素処理を含む脱ガスの手段として、鋳造樋C中の溶銅流路31に攪拌手段(脱ガス手段)33を設けている。この攪拌手段33は、堰33a、33b、33c、33dから構成されており、湯が激しく攪拌されながら流れるようにしている。
【0030】
堰33aは、溶銅流路31の上側、すなわちカバー8に設けられている。また、堰33bは溶銅流路31の下側に、堰33cは溶銅流路31の左側に、堰33dは溶銅流路31の右側に、各々設けられている。これら堰33a、33b、33c、33dによって、湯は上下左右に蛇行しながら図2中矢印方向に流れることで激しい流れとなって攪拌され、脱ガス処理が行えるものである。なお、図2(b)においては、湯面を符号32として示している。
堰33c、33dは、溶銅流路31の実際の長さに対して湯の流路を長くし、仮に鋳造樋Cが短尺であっても、脱ガス処理の効率を高めるとことができるものである。また、堰33a、33bは、脱ガス処理前後の溶銅と雰囲気ガスとの混合を防止する役目を果たすものである。
なお、この攪拌手段33は、主として脱水素処理の行うためのものであるが、湯が攪拌されることで、湯中に残存している酸素も追い出すことができる。すなわち、脱ガス処理として、脱水素処理と2度目の脱酸処理との両方が行われる。これら堰33a、33b、33c、33dを、例えばカーボンによって作成するようにすれば、溶銅とカーボンとの接触によって、脱酸処理も効率よく行うことができる。
【0031】
ベルトキャスター方式の鋳造機Dでは、溶銅の貯蔵と昇温のために上記の保持炉Bを設ける必要があるが、本実施の形態での脱ガス処理は、この保持炉B以降の移送過程において行う必要がある。その理由は、低酸素銅線を得るために保持炉Bでは還元雰囲気の燃焼、若しくは還元剤による脱酸を行うため、上記の平衡式(A)の関係から必然的に水素濃度が上昇するためである。
【0032】
さらに、脱ガス処理を行う位置としては、鋳造直前にあるタンディッシュ5での脱ガス処理も好ましくない。その理由は、タンディッシュ5で湯が激しく攪拌されるような動作、例えばバブリングを行うと、湯面が激しく振動し、注湯ノズル9から出る湯のヘッド圧が変動し、安定した溶銅が鋳造機Dへ供給されないためである。一方、湯面が激しく振動しない程度では、脱ガスの効果は期待できない。このことからも、保持炉Bからタンディッシュ5までの移送過程において脱ガス処理を行うのが好ましい。
【0033】
このように構成される銅メッキ用含リン銅母材の製造装置1を用いた、銅メッキ用含リン銅母材の製造方法について説明する。
まず、溶解炉Aにおいて還元性の雰囲気で燃焼が行われ、溶銅が脱酸される。脱酸された溶銅は、鋳造樋Cにおいて非酸化雰囲気でシールされてタンディッシュ5まで移送される。溶解炉Aにおいて脱酸された溶銅は、酸素濃度と水素濃度とが反比例の関係となることから、水素濃度が高くなる。この水素濃度が高くなった溶銅は、鋳造樋Cを通過する際に、攪拌手段33によって脱水素処理される。
【0034】
これにより、溶銅が、酸素20ppm以下、水素1ppm以下に調整される。そして、酸素濃度及び水素濃度の調整された溶銅には、リン含有率が40〜1000ppmとなるように、リン添加手段からリンが添加される。
【0035】
また、平衡式(A)の関係から、水蒸気分圧を下げることで溶銅のガス濃度が低下するため、脱水素処理を施す前の溶銅と脱水素処理後の溶銅を完全に分離することができ、さらなる脱ガス効果を得ることが可能になる。これは、例えば移送過程において、上記のように攪拌手段33を設けることで実現できる。即ち、この攪拌手段33は、脱水素処理前後の雰囲気ガスの混合と、溶銅の混合とを防止する役目も果たすことになる。
【0036】
ここで、仮に上述の範囲以外の酸素濃度、水素濃度、リン含有率である場合には、以下の不都合が生じる。即ち、酸素20ppm以下でない場合には、加工性が悪く、鋳造バーに割れが発生する。水素1ppm以下でない場合には、ガス放出が多く、鋳造バーに割れが発生する。リン40ppm以上でない場合には、アノードとしての使用時に均一な溶解性が得られず、銅ボールの素材とならない。また、リン1000ppm以下でない場合には、曲げ性が悪くなる。
【0037】
なお、攪拌手段33による分離は、一箇所に限ったものではなく、移送過程の長さに応じて適宜設置してもよい。また、攪拌手段33として、堰33a、33b、33c、33dを溶銅流路31の上下左右に各々設けるようにしたが、鋳造樋Cの長さや幅等によってこれら堰の個数や配置を適宜変更しても、差し支えない。
【0038】
このようにして、酸素濃度及び水素濃度を調整し、リンを添加した後の溶銅を鋳造・圧延することで鋳造時のガスの放出が少なくなり、鋳造母線材23に生成されるホールが抑制され、線表面の傷が低減される。
【0039】
上記のように、溶解炉Aから保持炉Bへ移送された溶銅は、昇温された後、鋳造樋C、タンディッシュ5を経てベルトキャスター式連続鋳造機Dに供給され、ベルトキャスター式連続鋳造機Dにおいて連続鋳造され、ベルトキャスター式連続鋳造機Dを出たところで鋳造母線材23に成形される。この鋳造母線材23は、圧延機Eによって圧延されて、所定量のリンが含有され表面品質の良好な銅メッキ用含リン銅母材25となる。この銅メッキ用含リン銅母材25は、探傷器19により傷の有無が検知された後、ワックス等の潤滑油を塗布されながらコイラーFに巻回される。この銅メッキ用含リン銅母材25は、別工程に送られて、例えば銅ボールに適宜成形される。
【0040】
また、こうした製造方法とは別に、シャー15を用いて、短尺に切断した銅メッキ用含リン銅母材25を直接製造するようにしてもよい。
図3に示すように、圧延機Eから出た連続長尺状の銅メッキ用含リン銅母材25を、回転刃16の刃部16aによって、短尺の銅メッキ用含リン銅母材25bに順次切断していく。そして、短尺の銅メッキ用含リン銅母材25bは、シャー15の下部に設けられアルコール18aが注入されているアルコール浴(アルコール洗浄手段)18に投入されるようになっている。
【0041】
圧延機Eから出た銅メッキ用含リン銅母材25は、依然高温であり、その表面は空気により酸化されて、薄い酸化被膜が形成されることとなる。しかし、短尺の銅メッキ用含リン銅母材25bがアルコール18a中に投入されることによって、表面が洗浄されるとともに、酸化被膜が還元されて、表面品質、特に光沢を良くすることができる。このアルコール18aとしては、IPA(イソプロピレンアルコール)が好ましい。
【0042】
なお、回転刃16,16には、各々4つの刃部16aを設けることとしているが、これら刃部16aの数は適宜変更可能である。
【0043】
こうした製造方法では、銅メッキ用含リン銅母材25を所定長さに切断して、短尺の銅メッキ用含リン銅母材25bを直接製造するので、長尺の銅メッキ用含リン銅母材25を得る場合に必要な、コイラーFに巻回するための工程を不要とでき、工程数の削減を図ることができ、その結果、例えば銅ボールをより安価に且つ容易に製造することができる。
また、コイル状に巻回する場合に必要な、ワックス等の潤滑油を不要とできるので、銅ボールひいては銅メッキ用アノードの品質を著しく低下させるおそれを排除して、高品質の銅ボールを製造することができ、品質安定性を著しく向上させることができる。
更に、鋳造母線材を、例えばIPA(イソプロピルアルコール)等のアルコール18aで洗浄するようにすれば、表面品質、特に光沢の良い短尺の銅メッキ用含リン銅母材25bを得ることができる。更に、洗浄及び表面処理にアルコールを用いるので、表面処理に有用とされている酸と比較して、取扱や処分を容易にできる。
【0044】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように、本発明に係る銅メッキ用含リン銅母材の製造方法は、ベルトキャスター式連続鋳造機を用いることができるので低コストで、長尺の鋳造母線材を連続的に製造できる。そして、ガス放出が少なく、ホールの生成を抑制して、線表面の傷を低減できるので、鋳造母線材が割れず、表面品質の良好な銅メッキ用含リン銅母材を得ることができる。さらに、曲げに対しても強い鋳造母線材を得ることができるので、球状の銅メッキ用アノードを製造したときの割れを防止することができる。また、ベルトキャスター式連続鋳造機を用いるので、鋳造後に熱間圧延工程があり、銅メッキ用アノードを直接鋳造する場合に生じていた鋳造組織の残留を無くすことができ、且つ再結晶化により均一な組織の銅メッキ用アノードを得ることができる。
この結果、高品質の銅メッキ用アノードを、安価に、且つ大量生産することがでる。
【0045】
また、本発明に係る銅メッキ用含リン銅母材の製造装置は、溶解炉において還元性の雰囲気で燃焼が行われ、溶解炉から保持炉を経てタンディッシュまで移送される溶銅が鋳造樋において非酸化雰囲気でシールされ、さらに、この鋳造樋を通過する溶銅が脱ガス手段によって脱水素処理されるので、還元によって脱酸するほど高くなる水素濃度を低くすることができる。この結果、ホールの生成を抑制することができ、鋳造母線材表面に傷の無い良質な銅メッキ用含リン銅母材を製造することができる。
【0046】
また、脱ガス手段を、溶銅を攪拌する攪拌手段とすれば、短時間で強制的に脱水素処理が行えるので、簡易な構成で効率よく脱水素処理を行うことができる。
【0047】
更に、攪拌手段を、通過する溶銅の流路を蛇行させる堰により構成すれば、溶銅自身の流れによって自動的に攪拌されるので、特別にアジテーター等を用いなくてよく、より簡易な構成で効率よく脱水素処理を行うことができるとともに、銅メッキ用含リン銅母材の製造装置の運転管理も容易にできる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明に係る銅メッキ用含リン銅母材の製造方法の一実施形態を示すための図であって、製造装置を概略的に示した構成図である。
【図2】 図1の鋳造樋を平面視(a)、側面視(b)で示した断面図である。
【図3】 本発明に係る銅メッキ用含リン銅母材の製造方法の一実施形態の他の一例を示すための図であって、製造装置を概略的に示した構成図である。
【符号の説明】
1 銅メッキ用含リン銅母材の製造装置
5 タンディッシュ
15 シャー(切断手段)
18 アルコール浴(アルコール洗浄手段)
18a アルコール
23 鋳造母線材
25 銅メッキ用含リン銅母材
25b 短尺の銅メッキ用含リン銅母材
31 溶銅流路(溶銅の流路)
33 攪拌手段(脱ガス手段)
33a、33b、33c、33d 堰
A 溶解炉
B 保持炉
C 鋳造樋
D ベルトキャスター式連続鋳造機
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a method for producing a phosphorous copper base material for copper plating, and a production apparatus for producing the phosphorous copper base material for copper plating by continuously producing molten copper from a melting furnace using a belt caster type continuous casting machine. About.
[0002]
[Prior art]
For example, a wiring pattern on a printed circuit board can be suitably formed by copper plating, particularly copper sulfate plating. In this copper sulfate plating, phosphorous copper (deoxygenation containing about 0.04% phosphorus) is used for the anode (anode). Copper) is used. The inclusion of phosphorus promotes the smooth dissolution of the copper anode. When a copper anode containing no phosphorus is used, the uniform adhesion of the plating film is lowered.
[0003]
The copper plating anode is formed into a rod shape, a linear shape, a sphere (ball) shape, or the like. In particular, a spherical copper plating anode is easily supplied by rolling. Conventionally, this type of anode for copper plating has been manufactured by a method in which a phosphorous copper billet is extruded and then forged or rolled, a method in which a copper ball is directly cast, and the like.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, most of the copper plating anodes on the market, for example, copper balls, are manufactured by the above-described method by extruding a phosphorous copper billet. In this production method, a phosphorous copper billet or cake is once extruded to form a rod shape, and then forged or rolled to produce a copper ball. This manufacturing method generally requires a costly extrusion process, and further involves forging or rolling, and thus has a drawback that the manufacturing cost is very high. In addition, since the bar material obtained by extrusion can only be obtained with a finite length of material due to the manufacturing method, it is difficult to continuously supply strands in the copper ball manufacturing process, and the copper ball can be manufactured at low cost. Could not be obtained continuously.
[0005]
Further, in the method of manufacturing by directly casting the copper ball described above, since the copper ball is directly manufactured by casting, there is no processing step such as extrusion and forging, and the cast structure remains on the copper ball, and the structure is There is a disadvantage that does not become uniform. Therefore, after cooling, the copper ball is broken, and there is a problem in quality that uniform solubility as a copper anode cannot be obtained.
[0006]
Further, as a method for continuously producing a large amount of copper wire at low cost, a method in which a belt caster type continuous casting machine and a continuous rolling device are combined is widely known. The copper wire manufactured by this method is pure copper called tough pitch copper containing 200 to 500 ppm of oxygen. If the above method is used in the production of the phosphorous copper wire used as the copper-plated phosphorous-containing copper base material, the added phosphorus and oxygen in the molten copper will be combined and go out of the system, so there is no need to introduce excess phosphorus Must not. Therefore, it is necessary to reduce the oxygen in the molten copper. However, if the oxygen concentration is lowered, the cast bar is cracked, and the rolled wire has many scratches on the surface, resulting in poor quality. This is because the oxygen concentration in the molten copper is low because the oxygen concentration in the molten copper is low when the treatment is not performed on the molten copper other than adding the additive immediately before the continuous casting machine, that is, when the dehydrogenation treatment is not performed. This is because a large number of holes are formed in the casting bar due to gas release during casting, and cracks occur in the wire. Such holes in the casting bar are caused by H 2 O holes generated due to a decrease in the solubility of hydrogen and oxygen in the molten copper during solidification of the molten copper. Since these H 2 O holes are trapped during cooling, they are scratched during rolling. Thermodynamically, the concentration of hydrogen and oxygen in the molten copper has a relationship represented by the following equation.
[H] 2 [O] = p H2O · K Equation (A)
here,
[H]: Hydrogen concentration in molten copper [O]: Oxygen concentration in molten copper p H2O : Water vapor partial pressure in atmosphere K: Equilibrium constant.
[0007]
The equilibrium constant K is a function of temperature, and becomes a constant at a constant temperature. Therefore, the oxygen concentration and the hydrogen concentration in the molten copper are in an inversely proportional relationship. For this reason, the reduction concentration, that is, the deoxidation, the hydrogen concentration increases, holes are easily formed during solidification, and only the phosphor-containing copper base material for copper plating with many scratches and poor surface quality can be produced. Therefore, if not only deoxygenation but also dehydrogenation is performed, a large amount of holes are generated at the time of solidification, and a high-quality phosphorus-containing copper base material for copper plating cannot be manufactured. .
[0008]
The present invention has been made in view of the above situation, and provides a manufacturing method and a manufacturing apparatus for a phosphorus-containing copper base material for copper plating that can suppress the generation of holes while containing phosphorus. The object is to mass-produce high quality copper plating anodes at low cost.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
According to the first aspect of the present invention, molten copper is supplied to a belt caster type continuous casting machine, and a rod-shaped, linear or spherical copper plating anode is continuously formed from a casting base wire derived from the belt caster type continuous casting machine. A method for producing a phosphor-containing copper base material for copper plating that is manufactured in a manufacturing method, comprising a step of combusting in a reducing atmosphere of a melting furnace to form molten copper, and a molten copper sent from the melting furnace in a non-oxidizing atmosphere The step of transporting to the tundish using the cast iron that can be sealed with the above, the step of dehydrogenating the molten copper passing through the cast iron, and the melt after deoxidation and dehydrogenation through these steps. Adding phosphorus to copper.
[0010]
In this method for producing a phosphorous copper base material for copper plating, a belt caster type continuous casting machine is used, and a long cast base material can be continuously produced at a low cost. And since there is little gas discharge | release, generation | occurrence | production of a hole is suppressed and the damage | wound of a wire surface is reduced, a casting base wire is not broken and the phosphorus-containing copper base material for copper plating with favorable surface quality is obtained. Further, a cast bus bar that is resistant to bending can be obtained, and for example, when a spherical copper plating anode is manufactured, cracking is prevented. In addition, by using a belt caster type continuous casting machine, there is a hot rolling process after casting, there is no residue of the cast structure that occurs when the anode for copper plating is directly cast, and uniform by recrystallization An anode for copper plating with a smooth structure can be obtained.
[0011]
Invention of Claim 2 is a manufacturing method of the phosphor-containing copper base material for copper plating of Claim 1, Comprising: The process of rolling the said casting bus | bath, and the phosphor-containing copper mother for copper plating after rolling Cutting the material into a predetermined length, and continuously producing a short phosphorous copper base material for copper plating.
The invention according to claim 3 is the method for producing a phosphorous copper base material for copper plating according to claim 2, wherein the short phosphorous copper base material for copper plating is washed with alcohol. It is characterized by.
[0012]
In such a method for producing a phosphorus-containing copper base material for copper plating, the casting base wire is cut into a short length, so that a winding process necessary for obtaining a long length of the phosphorus-containing copper base material for copper plating is unnecessary. Therefore, the number of processes can be reduced.
Further, it is possible to eliminate the need for lubricating oil such as wax, which is necessary when winding in a coil shape. If lubricating oil remains when processing a phosphorous copper base material for copper plating into copper balls, the quality of the copper balls and hence the anode for copper plating may be significantly reduced. High quality copper balls can be manufactured.
Moreover, if the phosphorus-containing copper base material for copper plating is washed with an alcohol such as IPA (isopropyl alcohol), for example, a phosphor-containing copper base material for copper plating with high surface quality, in particular, gloss can be obtained.
[0013]
The apparatus for producing a phosphorus-containing copper base material for copper plating according to claim 4 supplies molten copper to a belt caster type continuous casting machine, and forms a rod-like wire from a cast base wire derived from the belt caster type continuous casting machine. Manufacturing apparatus for continuously producing a phosphorous copper base material for copper plating having a shape or a spherical shape, comprising a melting furnace for producing molten copper by burning in a reducing atmosphere, and a molten copper sent from the melting furnace A holding furnace that holds at a predetermined temperature, a cast iron that seals the molten copper sent from the holding furnace in a non-oxidizing atmosphere and transfers it to the tundish, and a dehydrogenation treatment of the molten copper that is provided in the casting iron and passes therethrough A degassing means and a phosphorus addition means for adding phosphorus to the molten copper after deoxidation and dehydrogenation through these melting furnace, holding furnace, and casting iron are provided.
[0014]
In this phosphor-containing copper base material manufacturing apparatus for copper plating, combustion is performed in a reducing atmosphere in a melting furnace, and the molten copper is deoxidized. The deoxidized molten copper is sealed in a non-oxidizing atmosphere in a cast iron and transferred to a tundish. The molten copper deoxidized in the melting furnace has a high hydrogen concentration because the oxygen concentration and the hydrogen concentration are in an inversely proportional relationship. The molten copper having a high hydrogen concentration is dehydrogenated by the degassing means when passing through the casting iron. As a result, gas emission during casting is reduced, holes generated in the casting base wire are suppressed, and scratches on the wire surface are reduced.
[0015]
The apparatus for producing a phosphorous copper base material for copper plating according to claim 5 is the apparatus for producing a phosphorous copper base material for copper plating according to claim 2, wherein the degassing means agitates the molten copper. It is characterized by being a stirring means.
[0016]
In this apparatus for producing a phosphor-containing copper base material for copper plating, the hydrogen in the molten copper is forcibly expelled by stirring the molten copper, and dehydrogenation treatment can be performed. In other words, since the cast iron is provided with a stirring means for contact with molten copper, the molten copper before being transferred to the tundish is stirred against the stirring means and blown to form a non-oxidizing atmosphere. And contact property with molten copper becomes favorable. At this time, since the hydrogen partial pressure in the inert gas is extremely small with respect to the hydrogen partial pressure of the molten copper, the hydrogen in the molten copper is taken into the inert gas and the molten copper can be dehydrogenated.
[0017]
The manufacturing apparatus of the phosphorus-containing copper base material for copper plating of Claim 6 is a manufacturing apparatus of the phosphorus-containing copper base material for copper plating of Claim 3, Comprising: The said stirring means is the said molten copper to pass. It is comprised by the weir which meanders a flow path.
[0018]
In this apparatus for producing a phosphorous copper base material for copper plating, the molten copper passing through the casting iron is caused to flow in a meandering manner by the weir, and is agitated by vigorous flow. That is, it can be automatically stirred by the flow of the molten copper itself. Thus, since the molten copper flows vigorously up and down or left and right by the weir, there is an opportunity for the molten copper flowing through the cast iron to uniformly contact the inert gas, and the efficiency of the dehydrogenation treatment is further enhanced.
In this case, for example, a rod-like or plate-like weir provided in the molten copper flow path is suitable. Further, a plurality of weirs may be provided in the direction of molten copper flow, or a plurality of weirs may be provided in a direction orthogonal to the molten copper flow. Furthermore, if this weir is made of, for example, carbon, deoxidation treatment can be efficiently performed by contact between the molten copper and carbon.
[0019]
Invention of Claim 7 is a manufacturing apparatus of the phosphorus-containing copper base material for copper plating in any one of Claims 4-6, Comprising: By the rolling mill which rolls the said casting bus | bath, and this rolling mill Cutting means for cutting the rolled phosphorous-containing copper base material for copper plating into a predetermined length.
The invention according to claim 8 is the manufacturing apparatus for the phosphor-containing copper base material for copper plating according to claim 7, wherein the phosphor-containing copper mother for copper plating cut to a predetermined length by the cutting means. An alcohol cleaning means for cleaning the material with alcohol is provided.
[0020]
In such an apparatus for producing a phosphorous copper base material for copper plating, the method for producing a phosphorous copper base material for copper plating according to claim 2 or claim 3 can be suitably implemented.
[0021]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Hereinafter, a preferred embodiment of a method for producing a phosphorous copper base material for copper plating and an apparatus for producing the same according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
FIG. 1 is a block diagram schematically showing an apparatus for producing a phosphorous copper base material for copper plating according to the present invention, and FIG. 2 shows the cast iron of FIG. 1 in a plan view (a) and a side view (b). It is sectional drawing.
[0022]
An apparatus 1 for producing a phosphor-containing copper base material for copper plating according to the present embodiment includes a melting furnace A, a holding furnace B, a casting rod C, a belt caster continuous casting machine D, and a rolling mill. E and coiler F are roughly divided.
[0023]
As the melting furnace A, for example, a shaft furnace having a cylindrical furnace body is suitably used. In the lower part of the melting furnace A, a plurality of burners (not shown) in the circumferential direction are provided in multiple stages in the vertical direction. In this melting furnace A, combustion is performed in a reducing atmosphere to produce molten copper (hot water). The reducing atmosphere can be obtained, for example, by increasing the fuel ratio in a mixed gas of natural gas and air.
[0024]
The holding furnace B is for sending the hot water sent from the melting furnace A to the casting iron C while maintaining a predetermined temperature.
The cast iron C is sealed in the non-oxidizing atmosphere with hot water sent from the holding furnace B and transferred to the tundish 5. As shown in FIG. 2, the sealing is performed by covering the upper surface of the molten copper flow path (molten copper flow path) 31 of the cast iron C with a cover 8. This non-oxidizing atmosphere is formed, for example, by blowing a mixed gas of nitrogen and carbon monoxide or a rare gas such as argon into the casting rod C as an inert gas. The cast iron C is provided with a stirring means (degassing means) 33 described later for dehydrogenating the hot water passing therethrough.
[0025]
A phosphorus addition means (not shown) is provided in the vicinity of the terminal portion of the cast iron C so that phosphorus can be added to the hot water. By this phosphorus addition means, it is possible to add phosphorus to the deoxygenated and dehydrogenated hot water, prevent the reaction between phosphorus and oxygen, and turbulent flow in the tundish 5 that occurs immediately after the phosphorus. And molten copper can be mixed well.
In addition, the place where this phosphorus addition means is provided is not limited to the terminal part vicinity of the casting iron C. That is, it may be added to the hot water after the dehydrogenation treatment and sufficiently diffused, and may be provided between the end of the cast iron C and the end of the tundish 5.
[0026]
The tundish 5 is provided with a pouring nozzle 9 at the end of the hot water flow direction so that hot water from the tundish 5 is supplied to the belt caster type continuous casting machine D.
[0027]
A belt caster continuous casting machine D is connected to the holding furnace B via a casting rod C. The belt caster type continuous casting machine D includes an endless belt 11 that moves around and a casting wheel 13 that rotates while contacting a part of the circumference with the endless belt 11. The casting machine D is further connected to a rolling mill E.
[0028]
The rolling mill E is for rolling the cast bus bar 23 that is output from the casting machine D. This rolling mill E is connected to a coiler F via a shear (cutting means) 15 and a flaw detector 19.
The shear 15 is provided with a pair of rotary blades 16 and 16 for cutting the cast base wire 23 rolled by the rolling mill E, that is, the phosphorus-containing copper base material 25 for copper plating into a short length. For example, immediately after the start of operation of the belt caster type continuous casting machine D, the internal structure of the cast bus bar 23 is not stable, and the phosphorous copper base material 25 for copper plating obtained in such a state is stable in quality. It cannot be a finished product. In such a case, the phosphor-containing copper base material 25 for copper plating that has come out of the casting machine D is sequentially cut by the shear 15 so as not to be sent to the flaw detector 19 and the coiler F until the quality is stabilized. When the quality of the casting base material 23 is stabilized, the rotating fields 16 and 16 are separated from the phosphorous copper base material 25 for copper plating, and the phosphorous copper base material 25 for copper plating is sent to the flaw detector 19 and the coiler F. To do.
[0029]
Here, as described above, deoxidation and dehydrogenation are important for producing a low-oxygen copper wire with good surface quality. In the present embodiment, as shown in FIG. 2, stirring means (degassing means) 33 are provided in the molten copper flow path 31 in the cast iron C as means for degassing including dehydrogenation treatment. The stirring means 33 is composed of weirs 33a, 33b, 33c, and 33d, and allows hot water to flow while being vigorously stirred.
[0030]
The weir 33 a is provided on the upper side of the molten copper flow path 31, that is, on the cover 8. The weir 33 b is provided below the molten copper flow path 31, the weir 33 c is provided on the left side of the molten copper flow path 31, and the weir 33 d is provided on the right side of the molten copper flow path 31. By these weirs 33a, 33b, 33c, and 33d, hot water is stirred in the direction of the arrow in FIG. In addition, in FIG.2 (b), the hot_water | molten_metal surface is shown as the code | symbol 32. FIG.
The weirs 33c and 33d can increase the efficiency of the degassing treatment even if the length of the hot water flow channel is made longer than the actual length of the molten copper flow channel 31 and the cast iron C is short. It is. The weirs 33a and 33b serve to prevent mixing of the molten copper and the atmospheric gas before and after the degassing process.
The stirring means 33 is mainly for performing a dehydrogenation process, but oxygen remaining in the hot water can also be driven out by stirring the hot water. That is, as the degassing process, both the dehydrogenation process and the second deoxidation process are performed. If these weirs 33a, 33b, 33c, and 33d are made of, for example, carbon, deoxidation treatment can be efficiently performed by contact between the molten copper and carbon.
[0031]
In the belt caster type casting machine D, it is necessary to provide the holding furnace B in order to store and raise the temperature of the molten copper. The degassing process in the present embodiment is a transfer process after the holding furnace B. Need to be done. The reason is that the holding furnace B performs combustion in a reducing atmosphere or deoxidation with a reducing agent in order to obtain a low-oxygen copper wire, so that the hydrogen concentration inevitably increases due to the relationship of the above equilibrium equation (A). It is.
[0032]
Furthermore, as a position for performing the degassing process, the degassing process in the tundish 5 immediately before casting is not preferable. The reason is that when hot water is vigorously stirred in the tundish 5, for example, bubbling, the hot water surface vibrates violently, the head pressure of the hot water coming out of the pouring nozzle 9 fluctuates, and stable molten copper is produced. This is because it is not supplied to the casting machine D. On the other hand, the degassing effect cannot be expected as long as the molten metal surface does not vibrate vigorously. Also from this, it is preferable to perform the degassing process in the transfer process from the holding furnace B to the tundish 5.
[0033]
The manufacturing method of the phosphorus containing copper base material for copper plating using the manufacturing apparatus 1 of the phosphorus containing copper base material for copper plating comprised in this way is demonstrated.
First, combustion is performed in a reducing atmosphere in the melting furnace A, and the molten copper is deoxidized. The deoxidized molten copper is sealed in a non-oxidizing atmosphere in the casting basket C and transferred to the tundish 5. The molten copper deoxidized in the melting furnace A has a high hydrogen concentration because the oxygen concentration and the hydrogen concentration are in an inversely proportional relationship. The molten copper having a high hydrogen concentration is dehydrogenated by the stirring means 33 when passing through the casting iron C.
[0034]
Thereby, molten copper is adjusted to oxygen 20ppm or less and hydrogen 1ppm or less. Then, phosphorus is added from the phosphorus adding means to the molten copper whose oxygen concentration and hydrogen concentration are adjusted so that the phosphorus content is 40 to 1000 ppm.
[0035]
Moreover, since the gas concentration of molten copper falls by lowering | hanging water vapor partial pressure from the relationship of equilibrium type | formula (A), the molten copper before performing a dehydrogenation process and the molten copper after a dehydrogenation process are isolate | separated completely. And a further degassing effect can be obtained. This can be realized, for example, by providing the stirring means 33 as described above in the transfer process. That is, the stirring means 33 also serves to prevent the mixing of the atmospheric gas before and after the dehydrogenation process and the mixing of the molten copper.
[0036]
Here, if the oxygen concentration, hydrogen concentration, and phosphorus content are outside the above ranges, the following inconvenience occurs. That is, when oxygen is not 20 ppm or less, workability is poor and cracks occur in the cast bar. When the hydrogen content is not 1 ppm or less, gas is released frequently and cracks occur in the cast bar. When phosphorus is not more than 40 ppm, uniform solubility cannot be obtained when used as an anode, and the material of the copper ball is not obtained. Moreover, when phosphorus is not 1000 ppm or less, bendability will worsen.
[0037]
The separation by the stirring means 33 is not limited to one place, and may be appropriately installed according to the length of the transfer process. In addition, weirs 33a, 33b, 33c, and 33d are provided on the upper, lower, left, and right sides of the molten copper flow path 31 as the agitation means 33. However, it does not matter.
[0038]
In this way, by adjusting the oxygen concentration and hydrogen concentration, and casting and rolling the molten copper after adding phosphorus, the release of gas during casting is reduced, and the holes generated in the casting base material 23 are suppressed. As a result, scratches on the wire surface are reduced.
[0039]
As described above, the molten copper transferred from the melting furnace A to the holding furnace B is heated, and then supplied to the belt caster continuous casting machine D through the casting rod C and the tundish 5, and the belt caster continuous casting is performed. Continuous casting is performed in the casting machine D, and when the belt caster type continuous casting machine D is exited, the casting base wire 23 is formed. The cast bus bar 23 is rolled by a rolling mill E to become a phosphorus-containing copper base material 25 for copper plating containing a predetermined amount of phosphorus and having good surface quality. The phosphorus-containing copper base material 25 for copper plating is wound around the coiler F while applying a lubricating oil such as wax after the flaw detector 19 detects the presence or absence of scratches. The phosphorus-containing copper base material 25 for copper plating is sent to a separate process, and is appropriately formed into, for example, a copper ball.
[0040]
Further, separately from such a manufacturing method, the phosphorus-containing copper base material 25 for copper plating cut into short pieces may be directly manufactured using the shear 15.
As shown in FIG. 3, the continuous long copper-containing phosphorous copper base material 25 for copper plating that has come out of the rolling mill E is formed into a short copper-plating phosphorous copper base material 25 b by the blade portion 16 a of the rotary blade 16. Cut sequentially. Then, the short phosphorous-containing copper base material 25b for copper plating is put into an alcohol bath (alcohol cleaning means) 18 provided under the shear 15 and into which alcohol 18a is injected.
[0041]
The phosphorus-containing copper base material 25 for copper plating coming out of the rolling mill E is still at a high temperature, and its surface is oxidized by air to form a thin oxide film. However, by introducing the short phosphorous-containing copper base material 25b for copper plating into the alcohol 18a, the surface is washed and the oxide film is reduced to improve the surface quality, particularly the gloss. As this alcohol 18a, IPA (isopropylene alcohol) is preferable.
[0042]
The rotary blades 16 and 16 are each provided with four blade portions 16a, but the number of the blade portions 16a can be appropriately changed.
[0043]
In such a manufacturing method, the phosphorous copper base material 25 for copper plating is cut into a predetermined length to directly produce the phosphorous copper base material 25b for short copper plating. A process for winding the coiler F necessary for obtaining the material 25 can be omitted, and the number of processes can be reduced. As a result, for example, a copper ball can be manufactured more inexpensively and easily. it can.
In addition, it eliminates the need for lubricating oil such as wax, which is necessary when winding in the form of a coil, and eliminates the risk of significantly reducing the quality of copper balls and, consequently, the anode for copper plating, producing high-quality copper balls. Quality stability can be remarkably improved.
Further, if the cast base wire is washed with, for example, an alcohol 18a such as IPA (isopropyl alcohol), a short phosphorous copper base material 25b for copper plating having a good surface quality and particularly high gloss can be obtained. Furthermore, since alcohol is used for cleaning and surface treatment, handling and disposal can be facilitated as compared with acids that are considered useful for surface treatment.
[0044]
【The invention's effect】
As described above in detail, the method for producing a phosphorus-containing copper base material for copper plating according to the present invention can use a belt caster type continuous casting machine, so that a long cast base material can be continuously produced at low cost. Can be manufactured. And since there are few gas discharge | releases and the production | generation of a hole can be suppressed and the damage | wound of a wire surface can be reduced, a casting preform | base_wire is not cracked and the phosphorus-containing copper preform | base_material for copper plating with favorable surface quality can be obtained. Furthermore, since a cast bus bar which is strong against bending can be obtained, cracking when a spherical anode for copper plating is manufactured can be prevented. In addition, since a belt caster type continuous casting machine is used, there is a hot rolling process after casting, and it is possible to eliminate the residual cast structure that occurs when the copper plating anode is directly cast, and it is uniform by recrystallization. An anode for copper plating having a simple structure can be obtained.
As a result, high quality copper plating anodes can be mass-produced at low cost.
[0045]
The apparatus for producing a phosphor-containing copper base material for copper plating according to the present invention is such that the molten copper is burned in a reducing atmosphere in the melting furnace and transferred from the melting furnace to the tundish through the holding furnace. In addition, since the molten copper that has been sealed in a non-oxidizing atmosphere and passes through the cast iron is dehydrogenated by the degassing means, the hydrogen concentration that becomes higher as it is deoxidized by reduction can be lowered. As a result, the generation of holes can be suppressed, and a high-quality phosphorous-containing copper base material for copper plating without scratches on the cast base wire surface can be manufactured.
[0046]
Further, if the degassing means is an agitating means for stirring the molten copper, the dehydrogenation treatment can be forcibly performed in a short time, so that the dehydrogenation treatment can be efficiently performed with a simple configuration.
[0047]
Furthermore, if the stirring means is constituted by a weir that meanders the flow path of the molten copper passing therethrough, it is automatically stirred by the flow of the molten copper itself, so there is no need to use an agitator or the like, and a simpler configuration. Thus, the dehydrogenation process can be performed efficiently and the operation management of the phosphor-containing copper base material for copper plating can be easily performed.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram for illustrating an embodiment of a method for producing a phosphorous copper base material for copper plating according to the present invention, and is a configuration diagram schematically showing a production apparatus.
2 is a cross-sectional view of the cast iron shown in FIG. 1 in a plan view (a) and a side view (b).
FIG. 3 is a view for illustrating another example of the embodiment of the method for producing the phosphor-containing copper base material for copper plating according to the present invention, and is a configuration diagram schematically showing a production apparatus;
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Manufacturing apparatus of phosphorus-containing copper base material for copper plating 5 Tundish 15 Shear (cutting means)
18 Alcohol bath (alcohol cleaning means)
18a Alcohol 23 Cast bus bar 25 Phosphorus-containing copper base material 25b for copper plating Short-length phosphorus-containing copper base material 31 for copper plating Molten copper channel (molten copper channel)
33 Stirring means (degassing means)
33a, 33b, 33c, 33d Weir A Melting furnace B Holding furnace C Casting iron D Belt caster type continuous casting machine

Claims (8)

溶銅をベルトキャスター式連続鋳造機に供給し、該ベルトキャスター式連続鋳造機から導出された鋳造母線材から銅メッキ用含リン銅母材を連続的に製造する製造方法であって、溶解炉の還元性雰囲気で燃焼を行い溶銅をつくる工程と、該溶解炉から送られた溶銅を、非酸化雰囲気でシール可能な鋳造樋を用いてタンディシュまで移送する工程と、該鋳造樋を通過する溶銅に対して脱水素処理する工程と、これらの工程を経て、脱酸、脱水素された後の溶銅にリンを添加する工程と、を含むことを特徴とする銅メッキ用含リン銅母材の製造方法。A method for supplying molten copper to a belt caster type continuous casting machine and continuously producing a phosphorus-containing copper base material for copper plating from a casting base wire derived from the belt caster type continuous casting machine. A process of making molten copper by burning in a reducing atmosphere, a process of transferring molten copper sent from the melting furnace to a tundish using a cast iron that can be sealed in a non-oxidizing atmosphere, and passing through the cast iron A process for dehydrogenating the molten copper, and a process for adding phosphorus to the molten copper that has been deoxidized and dehydrogenated through these processes. A method for producing a copper base material. 前記鋳造母線材を圧延する工程と、
圧延後の銅メッキ用含リン銅母材を所定長さに切断する工程と、
を含み、短尺の銅メッキ用含リン銅母材を連続的に製造することを特徴とする請求項1に記載の銅メッキ用含リン銅母材の製造方法。
Rolling the cast bus bar;
Cutting the phosphorus-containing copper base material for copper plating after rolling into a predetermined length;
2. The method for producing a phosphorous copper base material for copper plating according to claim 1, wherein a short phosphorous copper base material for copper plating is continuously produced.
前記短尺の銅メッキ用含リン銅母材を、アルコールによって洗浄することを特徴とする請求項2に記載の銅メッキ用含リン銅母材の製造方法。3. The method for producing a phosphorous copper base material for copper plating according to claim 2, wherein the short phosphorous copper base material for copper plating is washed with alcohol. 溶銅をベルトキャスター式連続鋳造機に供給し、該ベルトキャスター式連続鋳造機から導出された鋳造母線材から銅メッキ用含リン銅母材を連続的に製造する製造装置であって、還元性の雰囲気で燃焼を行い溶銅をつくる溶解炉と、該溶解炉から送られた溶銅を所定の温度に保持する保持炉と、該保持炉から送られた溶銅を非酸化雰囲気でシールしてタンディシュまで移送する鋳造樋と、該鋳造樋に設けられ通過する溶銅を脱水素処理する脱ガス手段と、これらの溶解炉、保持炉、鋳造樋を経て、脱酸、脱水素された後の溶銅にリンを添加するリン添加手段と、を具備したことを特徴とする銅メッキ用含リン銅母材の製造装置。A manufacturing apparatus for supplying molten copper to a belt caster type continuous casting machine and continuously producing a phosphorus-containing copper base material for copper plating from a casting base wire derived from the belt caster type continuous casting machine A melting furnace for producing molten copper by burning in an atmosphere, a holding furnace for holding the molten copper sent from the melting furnace at a predetermined temperature, and sealing the molten copper sent from the holding furnace in a non-oxidizing atmosphere After degassing and dehydrogenation through a casting iron that is transferred to the tundish, a degassing means that dehydrogenates the molten copper that is provided in the casting iron, and these melting furnace, holding furnace, and casting iron An apparatus for producing a phosphorus-containing copper base material for copper plating, comprising: a phosphorus adding means for adding phosphorus to the molten copper. 前記脱ガス手段は、前記溶銅を攪拌する攪拌手段であることを特徴とする請求項4に記載の銅メッキ用含リン銅母材の製造装置。The said degassing means is a stirring means which stirs the said molten copper, The manufacturing apparatus of the phosphorus containing copper base material for copper plating of Claim 4 characterized by the above-mentioned. 前記攪拌手段は、前記通過する溶銅の流路を蛇行させる堰により構成されていることを特徴とする請求項5記載の銅メッキ用含リン銅母材の製造装置。The said stirring means is comprised with the weir which meanders the flow path of the said molten copper, The manufacturing apparatus of the phosphorous copper base material for copper plating of Claim 5 characterized by the above-mentioned. 前記鋳造母線材を圧延する圧延機と、
該圧延機により圧延された銅メッキ用含リン銅母材を所定長さに切断する切断手段と、
を具備したことを特徴とする請求項4〜6のいずれかに記載の銅メッキ用含リン銅母材の製造装置。
A rolling mill for rolling the cast bus bar;
Cutting means for cutting the phosphor-containing copper base material for copper plating rolled into a predetermined length by the rolling machine;
The manufacturing apparatus of the phosphorus-containing copper base material for copper plating in any one of Claims 4-6 characterized by the above-mentioned.
前記切断手段によって所定長さに切断された銅メッキ用含リン銅母材を、アルコールによって洗浄するアルコール洗浄手段を具備したことを特徴とする請求項7に記載の銅メッキ用含リン銅母材の製造装置。8. The phosphorus-containing copper base material for copper plating according to claim 7, further comprising alcohol cleaning means for cleaning the phosphorus-containing copper base material for copper plating cut to a predetermined length by the cutting means with alcohol. Manufacturing equipment.
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