JP5446308B2 - Copper material for plating and method for producing copper plating material - Google Patents
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Description
本発明は、銅の電解めっきにおいて銅イオンの供給源として使用されるめっき用銅材及び、このめっき用銅材を用いた銅めっき材の製造方法に関する。 The present invention relates to a copper material for plating used as a copper ion supply source in electrolytic plating of copper, and a method for producing a copper plating material using the copper material for plating.
従来、携帯電話やコンピュータなどのプリント配線基板に銅めっきをする方法として、銅イオンを含有した希硫酸溶液等のめっき液が貯留されためっき槽内に、銅を溶解性陽極として浸漬するとともに、プリント配線基板を陰極として浸漬し、これら陽極及び陰極に通電する電解めっきが広く使用されている。このように溶解性陽極を用いた電解めっきにおいては、陽極とされた銅が希硫酸溶液中に溶け出して銅イオンとなり、陰極とされたプリント配線基板の表面に銅が電析されることになる。
また、前記溶解性陽極の代わりに、酸化イリジウム等の不溶解性陽極をめっき槽内に浸漬した電解めっきも広く使用されている。この場合、銅を硫酸液等に溶解することによって、めっき槽中のめっき液に対して銅イオンを供給する必要がある。
Conventionally, as a method of copper plating on a printed wiring board such as a mobile phone or a computer, while immersing copper as a soluble anode in a plating tank in which a plating solution such as a dilute sulfuric acid solution containing copper ions is stored, Electroplating in which a printed wiring board is immersed as a cathode and the anode and the cathode are energized is widely used. Thus, in the electroplating using the soluble anode, the copper used as the anode is dissolved in the dilute sulfuric acid solution to become copper ions, and copper is electrodeposited on the surface of the printed wiring board used as the cathode. Become.
Moreover, instead of the soluble anode, electrolytic plating in which an insoluble anode such as iridium oxide is immersed in a plating tank is also widely used. In this case, it is necessary to supply copper ions to the plating solution in the plating tank by dissolving copper in a sulfuric acid solution or the like.
このような電解めっきを行う際の銅イオン供給源として、例えば特許文献1、2に開示されているように、ボール状に形成された銅材(めっき用銅ボール)又は銅線を切断した円柱状の銅材が広く使用されている。
例えば、このめっき用銅ボールを溶解性陽極として用いる場合には、めっき槽の中にTiなどの耐食性材料で構成されたバスケットが配置され、そのバスケット内にめっき用銅ボールが装入される構成とされている。めっき用銅ボールはめっき液中に溶解していくために順次消耗していくが、その消耗量に合わせてめっき用銅ボールを転がしてTiバスケットに装入することで、連続して電解めっきを行うことができるものである。
一方、不溶解性陽極を用いた場合には、めっき槽の外部でめっき用銅ボールを硫酸液等に溶解し、これをめっき槽中に順次供給することになる。
As a copper ion supply source for performing such electrolytic plating, for example, as disclosed in
For example, when this plating copper ball is used as a soluble anode, a basket made of a corrosion-resistant material such as Ti is placed in the plating tank, and the plating copper ball is inserted into the basket. It is said that. The copper balls for plating are gradually consumed as they dissolve in the plating solution. However, by continuously rolling the copper balls for plating into the Ti basket according to the amount consumed, electrolytic plating can be performed continuously. Is something that can be done.
On the other hand, when an insoluble anode is used, the copper balls for plating are dissolved in a sulfuric acid solution or the like outside the plating tank and are sequentially supplied into the plating tank.
ここで、前述のめっき用銅ボールは、酸素量が20ppm以下の低酸素銅又は無酸素銅、リン脱酸銅などで構成されており、直径が10mmから60mm程度とされている。このようなめっき用銅ボールは、例えば特許文献3、4に示すように、長尺の銅棒材を切断して略円柱状の銅棒素材を得て、この銅棒素材を転造加工あるいは鍛造加工することによって成形される。 Here, the above-mentioned copper balls for plating are made of low oxygen copper, oxygen-free copper, phosphorous deoxidized copper or the like having an oxygen content of 20 ppm or less, and have a diameter of about 10 mm to 60 mm. For example, as shown in Patent Documents 3 and 4, such a copper ball for plating is obtained by cutting a long copper rod material to obtain a substantially cylindrical copper rod material, and rolling the copper rod material or It is formed by forging.
ところで、特許文献1−4に記載されためっき用銅ボールを硫酸液等で溶解する場合、硫酸液等と接触する面積が広い方が効率良く溶解することになる。すなわち、表面積Sと体積Vとの比S/Vが大きいほど効率的に銅イオンをめっき液中に供給することが可能となるのである。
しかしながら、前述のめっき用銅ボールにおいては、表面積Sと体積Vとの比S/Vが比較的小さくなり、効率的に銅イオンを供給することができないといった問題があった。また、円柱状の銅材等を使用する場合、複数のめっき用銅材をTiバスケット等に装入すると、めっき用銅材同士が重なり合った部分において硫酸液等に接触しなくなるため、さらに銅イオンの供給効率が低下してしまうことになる。
By the way, when the copper balls for plating described in Patent Documents 1-4 are dissolved with a sulfuric acid solution or the like, the one having a larger area in contact with the sulfuric acid solution or the like is efficiently dissolved. That is, as the ratio S / V between the surface area S and the volume V increases, it becomes possible to efficiently supply copper ions into the plating solution.
However, the above-described copper balls for plating have a problem that the ratio S / V between the surface area S and the volume V becomes relatively small, and copper ions cannot be supplied efficiently. In addition, when using a cylindrical copper material, etc., if a plurality of plating copper materials are inserted into a Ti basket, etc., the copper ions for plating do not come into contact with the sulfuric acid solution, etc. The supply efficiency will be reduced.
この発明は、前述した事情に鑑みてなされたものであって、表面積Sと体積Vとの比S/Vが比較的大きく、かつ、積み重なるように配置しても硫酸液等との接触面積を確保でき、めっき液中に銅イオンを効率的に供給することが可能なめっき用銅材及び、このめっき用銅材を用いた銅めっき材の製造方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above-described circumstances, and the ratio S / V between the surface area S and the volume V is relatively large, and the contact area with the sulfuric acid solution or the like can be increased even if they are arranged to be stacked. An object of the present invention is to provide a copper material for plating that can be secured and capable of efficiently supplying copper ions into the plating solution, and a method for producing a copper plating material using the copper material for plating.
上記の課題を解決するために、本発明に係るめっき用銅材は、めっき液中に銅イオンを供給する際に用いられるめっき用銅材であって、軸線に沿うように延在し、前記軸線に直交する断面が円形をなす筒壁部と、この筒壁部の両端にそれぞれ位置する端壁部と、を備えており、前記筒壁部は、前記軸線方向中央部が前記軸線方向端部よりも前記軸線から離間するように突出されており、前記軸線方向長さLと前記軸線と直交する方向の最大長さRとの比L/Rが、L/R>1に設定されていることを特徴としている。 In order to solve the above problems, for plating copper material according to the present invention is a plated copper material used in supplying copper ions to the plating solution, and extend along the axis, wherein A cylindrical wall portion having a circular cross section perpendicular to the axis , and end wall portions respectively positioned at both ends of the cylindrical wall portion, wherein the axial center portion of the cylindrical wall portion is the axial end. The ratio L / R of the axial length L and the maximum length R in the direction orthogonal to the axial line is set to L / R> 1. It is characterized by being.
この構成のめっき用銅材においては、軸線に沿うように延在する筒壁部と、この筒壁部の両端にそれぞれ位置する端壁部と、を備えており、前記筒壁部は、前記軸線方向中央部が前記軸線方向端部よりも前記軸線から離間するように突出されているので、複数のめっき用銅材をTiバスケット等に装入した場合であっても筒壁部同士が密着して積み重なることがなくなり、硫酸液等に接触する面積を確保することができる。また、前記軸線方向長さLと前記軸線と直交する方向の最大長さRとの比L/Rが、L/R>1に設定されているので、球状のボール材と比較して表面積Sと体積Vとの比S/Vが大きくなる。よって、硫酸液等のめっき液中に銅が溶解しやすく、めっき液中に銅イオンを効率的に供給することができる。 In the copper material for plating of this configuration, it includes a cylindrical wall portion extending along the axis, and end wall portions positioned at both ends of the cylindrical wall portion, and the cylindrical wall portion is Since the central part in the axial direction protrudes away from the axial line rather than the end part in the axial direction, the cylindrical wall parts are in close contact with each other even when a plurality of plating copper materials are charged in a Ti basket or the like. As a result, they are not stacked and an area in contact with the sulfuric acid solution can be secured. Further, since the ratio L / R between the axial length L and the maximum length R in the direction orthogonal to the axial line is set to L / R> 1, the surface area S compared to the spherical ball material. The ratio S / V of the volume V increases. Therefore, copper is easily dissolved in a plating solution such as a sulfuric acid solution, and copper ions can be efficiently supplied into the plating solution.
ここで、前記軸線方向長さLと前記軸線と直交する方向の最大長さRとの比L/Rが、1.05≦L/R≦1.35の範囲内に設定されていることが好ましい。
この構成のめっき用銅材においては、前記軸線方向長さLと前記軸線と直交する方向の最大長さRとの比L/Rが、1.05以上とされているので、表面積Sと体積Vとの比S/Vを大きくすることができる。一方、前記L/Rが、1.35以下とされているので、このめっき用銅材の取扱い性が確保され、例えばバスケット等に複数のめっき用銅材を装入することが可能となる。
Here, the ratio L / R between the axial length L and the maximum length R in the direction orthogonal to the axial line is set within a range of 1.05 ≦ L / R ≦ 1.35. preferable.
In the copper material for plating of this configuration, since the ratio L / R between the axial length L and the maximum length R in the direction orthogonal to the axial line is 1.05 or more, the surface area S and volume The ratio S / V with V can be increased. On the other hand, since the L / R is 1.35 or less, the handleability of the plating copper material is ensured, and for example, a plurality of copper plating materials can be charged in a basket or the like.
また、前記端壁部は、前記軸線近傍が前記軸線方向外方に向けて突出していることが好ましい。
この構成のめっき用銅材においては、端壁部の前記軸線近傍が前記軸線方向外方に向けて突出していることから、複数のめっき用銅材をTiバスケット等に装入した場合であっても端壁部同士が密着して積み重なることがなくなり、硫酸液等に接触する面積を確保することが可能となる。よって、硫酸液等のめっき液中に銅が溶解しやすく、めっき液中に銅イオンをさらに効率的に供給することができる。
Moreover, it is preferable that the said end wall part protrudes toward the said axial direction outer side in the said axis line vicinity.
In the plating copper material of this configuration, the vicinity of the axial line of the end wall portion protrudes outward in the axial direction, and therefore, when a plurality of plating copper materials are charged into a Ti basket or the like. In addition, the end wall portions are not in close contact with each other and are not stacked, and an area in contact with the sulfuric acid solution or the like can be secured. Therefore, copper is easily dissolved in a plating solution such as a sulfuric acid solution, and copper ions can be supplied more efficiently into the plating solution.
本発明に係る銅めっき材の製造方法は、めっき液が貯留されためっき槽内に、被めっき材を陰極として浸漬するとともに、前記めっき槽内に溶解性陽極を浸漬し、陽極及び陰極に通電して前記被めっき材表面に銅を電析させる銅めっき材の製造方法であって、前記溶解性陽極として前述のめっき用銅材を前記めっき槽内に浸漬することを特徴としている。
この構成の銅めっき材の製造方法によれば、前述のめっき用銅材を溶解性陽極とすることで、めっき液中に銅イオンを効率的に供給することが可能となり、銅めっきを効率的に行うことが可能となる。
The method for producing a copper plating material according to the present invention includes immersing a material to be plated as a cathode in a plating tank in which a plating solution is stored, immersing a soluble anode in the plating tank, and energizing the anode and the cathode. A method for producing a copper plating material in which copper is electrodeposited on the surface of the material to be plated, wherein the plating copper material is immersed in the plating tank as the soluble anode.
According to the method for producing a copper plating material having this configuration, by using the above-described copper material for plating as a soluble anode, it becomes possible to efficiently supply copper ions into the plating solution, thereby efficiently performing the copper plating. Can be performed.
また、本発明に係る銅めっき材の製造方法は、めっき液が貯留されためっき槽内に、被めっき材を陰極として浸漬するとともに、前記めっき槽内に不溶性陽極を浸漬し、陽極及び陰極に通電して前記被めっき材表面に銅を電析させる銅めっき材の製造方法であって、前述のめっき用銅材を溶解することにより銅イオンが供給されためっき液を生成し、このめっき液を前記めっき槽に供給することを特徴としている。
この構成の銅めっき材の製造方法によれば、前述のめっき用銅材を溶解させて銅イオンが供給されためっき液を生成し、このめっき液をめっき槽に供給するので、不溶解性陽極を用いた場合であっても、銅めっきを効率的に行うことが可能となる。
In addition, the method for producing a copper plating material according to the present invention includes immersing a material to be plated as a cathode in a plating tank in which a plating solution is stored, and immersing an insoluble anode in the plating tank. A method for producing a copper plating material for energizing and depositing copper on the surface of the material to be plated, wherein a plating solution supplied with copper ions is produced by dissolving the above-described plating copper material, and this plating solution Is supplied to the plating tank.
According to the method for producing a copper plating material of this configuration, the above-described plating copper material is dissolved to produce a plating solution supplied with copper ions, and this plating solution is supplied to the plating tank. Even if it is a case where it uses, it becomes possible to perform copper plating efficiently.
本発明によれば、表面積Sと体積Vとの比S/Vが比較的大きく、かつ、積み重なるように配置しても硫酸液等との接触面積を確保でき、めっき液中に銅イオンを効率的に供給することが可能なめっき用銅材及び、このめっき用銅材を用いた銅めっき材の製造方法を提供することができる。 According to the present invention, the ratio S / V between the surface area S and the volume V is relatively large, and even when arranged so as to be stacked, a contact area with a sulfuric acid solution or the like can be secured, and copper ions are efficiently contained in the plating solution. It is possible to provide a copper material for plating that can be supplied in an economical manner and a method for producing a copper-plated material using this copper material for plating.
以下に、本発明の実施形態に係るめっき用銅材及び、本発明のめっき用銅材を用いた銅めっき材の製造方法について、添付した図面を参照して詳細に説明する。 Below, the copper plating material which concerns on embodiment of this invention, and the manufacturing method of the copper plating material using the copper material for plating of this invention are demonstrated in detail with reference to attached drawing.
図1及び図2に、本実施形態であるめっき用銅材10の概略を示す。本実施形態であるめっき用銅材10は、銅の純度が99.96%以上、酸素量が20ppm以下の低酸素銅又は無酸素銅で構成されており、図1及び図2に示すように、軸線Nに沿うように延在する筒壁部11と、この筒壁部11の両端にそれぞれ位置する一対の端壁部15、15と、を備えている。
なお、図2に示すように、軸線Nに沿った断面において、筒壁部11と端壁部15とが滑らかな曲線で接続される場合には、この曲線の接線Sに対して直交する直線と軸線Nとの交差角αが45°となる点を、筒壁部11と端壁部15との境界とする。
The outline of the
In addition, as shown in FIG. 2, in the cross section along the axis N, when the
ここで、軸線N方向長さLと軸線Nと直交する方向の最大長さRとの比L/Rが、L/R>1に、好ましくは、1.05≦L/R≦1.35の範囲内に設定されている。なお、本実施形態においては、10mm≦L≦100mm、7.4mm≦R≦95.2mm、1.05≦L/R≦1.35とされている。 Here, the ratio L / R between the length L in the direction of the axis N and the maximum length R in the direction perpendicular to the axis N satisfies L / R> 1, preferably 1.05 ≦ L / R ≦ 1.35. It is set within the range. In the present embodiment, 10 mm ≦ L ≦ 100 mm, 7.4 mm ≦ R ≦ 95.2 mm, and 1.05 ≦ L / R ≦ 1.35.
筒壁部11は、軸線Nに直交する断面が円形をなしており、軸線N方向中央部における断面が成す円の直径が、軸線N方向端部における断面が成す円の直径よりも長く設定されている。すなわち、筒壁部11は、軸線N方向中央部が軸線N方向端部よりも軸線Nから離間するように突出されているのである。
The
ここで、図2に示すように、筒壁部11において、軸線N方向中央部における軸線Nからの距離(軸線Nからの最大距離)H1と、軸線N方向端部における軸線Nからの距離(軸線Nからの最小距離)H2と、の差H1―H2は、めっき用銅材10の全長Lに対して、0.01×L≦H1−H2≦0.15×Lの範囲内に設定されている。なお、本実施形態においては、0.1mm≦H1−H2≦15mmとされている。
Here, as shown in FIG. 2, in the
また、図2に示すように、軸線Nに沿った断面において筒壁部11がなす稜線は、径方向外方に向けて凸となる凸曲線状をなしている。この凸曲線の曲率半径r1は、めっき用銅材10の全長Lに対して、0.525×L≦r1≦2.0×Lの範囲内に設定されており、本実施形態においては、5.25mm≦r1≦200mmとされている。なお、軸線Nに沿った断面において筒壁部11がなす稜線は、ひとつの曲率半径の凸曲線で構成されている必要はなく、前述の曲率半径を有する複数の凸曲線で構成されていてもよい。
As shown in FIG. 2, the ridgeline formed by the
端壁部15は、図1及び図2に示すように、軸線N近傍において軸線N方向外方に向けて突出されるとともに軸線Nに直交する方向に延在する円板部16と、この円板部16の外周と筒壁部11の軸線N方向端部とを接続する凸曲部17とを、備えている。
ここで、図2に示すように、軸線N近傍において軸線N方向外方に向けて突出した円板部16の突出長さMは、めっき用銅材10の全長Lに対して、0.05×L≦M≦0.45×Lの範囲内に設定されている。なお、本実施形態においては、0.5mm≦M≦45mmとされている。
As shown in FIGS. 1 and 2, the
Here, as shown in FIG. 2, the protruding length M of the
また、図2に示すように、円板部16の直径D1と、端壁部15の最大直径D2との比D1/D2は、0≦D1/D2≦0.7の範囲内に設定されている。
さらに、軸線Nに沿った断面において凸曲部17がなす凸曲線の曲率半径r2は、めっき用銅材10の全長Lに対して、0.1×L≦r2≦1.0×Lの範囲内に設定されており、本実施形態においては、1mm≦r2≦100mmとされている。なお、軸線Nに沿った断面において凸曲部17がなす凸曲線は、ひとつの曲率半径の凸曲線で構成されている必要はなく、前述の曲率半径を有する複数の凸曲線で構成されていてもよい。
Further, as shown in FIG. 2, the ratio D1 / D2 between the diameter D1 of the
Further, the radius of curvature r2 of the convex curve formed by the convex
以下に、本実施形態であるめっき用銅材10の製造方法について、図3を用いて説明する。
まず、図3(a)に示すように、その外形が円柱形をなす銅棒材50を製出する。この銅棒材50は、例えば銅の純度が99.96%以上、酸素量が20ppm以下の低酸素銅又は無酸素銅で構成されている。この銅棒材50は、例えばベルトホイール式連続鋳造機を用いて長尺の棒状鋳塊を連続的に製出するとともに、この棒状鋳塊を連続圧延して所定の外径(本実施形態では7〜80mm)を有するワイヤー材がコイル状にして製出され、このワイヤー材を所定長さ(本実施形態では9〜180mm)でシャー切断することにより製造される。
Below, the manufacturing method of the
First, as shown in FIG. 3 (a), a
次に、図3に示す鍛造工程において、深い円柱状のキャビティを有するダイ61と、浅い丸皿状のキャビティを有するパンチ62とで構成される金型60に、銅棒材50を、その端面51、51がダイ61とパンチ62にそれぞれ対向するように挿入し、銅棒材11の軸線N方向に鍛造する。
Next, in the forging process shown in FIG. 3, the
ここで、ダイ61の底面61Aの少なくとも外周部には、ダイ61の開口部に向かうにしたがい漸次拡径するように湾曲する凹曲部64aが形成されており、ダイ61の内周面61Bに接続されている。
また、パンチ62には、ダイ61の底部61Aに対向するように、ダイ61の底部61Aに設けられた凹曲部64aと同じ形状とされた凹曲部64bが形成されている。
Here, at least the outer peripheral portion of the
Further, the
この鍛造工程においては、ダイ61とパンチ62とを軸線N方向に近接させて銅棒材50を鍛造することになるが、鍛造時に、変形した銅棒材50の側壁52がダイ61の内周面61Bに強く当接しないように、鍛造時におけるダイ61とパンチ62との軸線N方向距離が設定されている。
この鍛造工程により、凹曲部64a、64bに当接された部分が凸曲部17とされ、前述の端壁部15が形成される。このとき、ダイ61とパンチ62との軸線N方向距離によっては、銅棒材50の端面51の軸線N近傍部分においてダイ61やパンチ62に接触しない部分が存在することになり、この接触しない部分が円板部16となる。また、軸線N方向に鍛造することによって円柱状の銅棒材50は、軸線N方向中央部が膨らむようにバルジング変形することになる。ここで、ダイ61とパンチ62との軸線N方向距離を調整することによってバルジング変形量を制御し、軸線N方向中央部が軸線N方向端部よりも軸線Nから離間するように突出された筒壁部11が形成されることになる。
このようにして、外形が概略樽形状をなす本実施形態であるめっき用銅材10が製造される。
In this forging process, the
By this forging process, the portion in contact with the concave
Thus, the
以下に、本実施形態であるめっき用銅材10を用いた銅めっき材の製造方法について説明する。
図4に、本実施形態であるめっき用銅材10を溶解性陽極として使用した例を示す。
このめっき装置20は、硫酸液等からなるめっき液2が貯留されるめっき槽21と、銅めっき膜7が形成される被めっき材6と、本実施形態であるめっき用銅材10が収容されるバスケット23と、を備えている。なお、バスケット23は、Tiなどの耐食性材料で構成されている。
Below, the manufacturing method of the copper plating material using the
In FIG. 4, the example which used the
This
ここで、被めっき材6が陰極とされ、バスケット23に収容されためっき用銅材10が溶解性陽極とされており、これら陰極と陽極とに通電を行う。
すると、バスケット23内に収容されためっき用銅材10がめっき液2中に溶解することにより、めっき液2中に銅イオンが供給され、この銅イオンが陰極(被めっき材6)の表面に電析し、被めっき材6の表面に銅めっき膜7が形成されることになる。
この場合、銅めっき膜7の形成が進むにつれて、めっき用銅材10が徐々に溶解して減少してしまうため、適宜、めっき用銅材10をバスケット23内に供給する手段を設けることが好ましい。
Here, the
Then, the
In this case, as the formation of the
次に、図5に、本実施形態であるめっき用銅材10を用いて銅イオンを供給するとともに、不溶解性陽極を用いて銅めっきを行う例を示す。
このめっき装置30は、硫酸液等からなるめっき液2が貯留されるめっき槽31と、銅めっき膜7が形成される被めっき材6と、酸化イリジウム等からなる不溶性陽極33と、めっき液2中に銅イオンを供給する銅イオン供給装置40と、この銅イオン供給装置40とめっき槽31とを連絡する連絡路37と、を備えている。
Next, FIG. 5 shows an example in which copper ions are supplied using the
The
銅イオン供給装置40は、めっき液2が貯留されるイオン発生槽41と、このイオン発生槽41を陰極室41Aと陽極室41Bとに区画する水素イオン交換膜45と、陰極室41A内に設けられた陰極部44と、陽極室41Bに配設され、本実施形態であるめっき用銅材10を収容するバスケット43と、を備えている。
ここで、銅イオン供給装置40とめっき槽31とを連絡する連絡路37は、イオン発生槽41の陽極室41Bに接続されている。
The copper
Here, the
銅イオン供給装置40においては、バスケット43及びバスケット43内に収容されためっき用銅材10を陽極とし、陰極室41Aの陰極部44との間で通電を行う。すると、めっき用銅材10がめっき液2内に溶解して銅イオンがめっき液2中に供給されることになる。ここで、陽極室41B内に存在する水素イオンは、水素イオン交換膜45を通過して陰極室41A内に侵入し、陰極部44の表面から水素ガスとして外部に放出される。
In the copper
陽極室41Bにおいて銅イオンが供給されためっき液2は、連絡路37を通じてめっき槽31内に供給される。このめっき槽31においては、不溶性陽極33と陰極である被めっき材6とに通電を行うことにより、めっき液2中の銅イオンが陰極(被めっき材6)の表面に電析し、被めっき材6の表面に銅めっき膜7が形成されることになる。
The
このような構成とされた本実施形態であるめっき用銅材10によれば、軸線Nに沿うように延在する筒壁部11と、この筒壁部11の両端にそれぞれ位置する一対の端壁部15、15と、を備えており、軸線N方向長さLと軸線Nと直交する方向の最大長さRとの比L/Rが、L/R>1に、好ましくは、1.05≦L/R≦1.35の範囲内に設定され、より具体的には、10mm≦L≦100mm、7.4mm≦R≦95.2mm、1.05≦L/R≦1.35とされているので、球状をなすボール材と比較して表面積Sと体積Vとの比S/Vが大きくなり、硫酸液等のめっき液との接触面積が確保され、めっき液中に銅が溶解しやすく、めっき液中に銅イオンを効率的に供給することができる。また、めっき用銅材10の取扱い性が確保され、図4及び図5に示すように、バスケット23、43等に複数のめっき用銅材10を装入することができる。
According to the
また、筒壁部11が、軸線N方向中央部が軸線N方向端部よりも軸線Nから離間するように突出されているので、複数のめっき用銅材10をバスケット23、43等に装入した場合であっても筒壁部11同士が密着して積み重なることがなくなり、硫酸液等に接触する面積を確保することができる。
In addition, since the
特に、本実施形態においては、軸線N方向中央部における軸線Nからの距離(軸線Nからの最大距離)H1と、軸線N方向端部における軸線Nからの距離(軸線Nからの最小距離)H2と、の差H1―H2が、めっき用銅材10の全長Lに対して、0.01×L≦H1−H2≦0.15×Lの範囲内に設定され、より具体的には0.1mm≦H1−H2≦15mmとされており、さらに、軸線Nに沿った断面において筒壁部11がなす稜線は、径方向外方に向けて凸となる凸曲線状をなし、この凸曲線の曲率半径r1が、0.525×L≦r1≦2.0×Lの範囲内に設定されており、本実施形態においては、5.25mm≦r1≦200mmとされているので、筒壁部11同士が密着することを確実に防止するとともに表面積Sと体積Vとの比S/Vを確保することができ、めっき液中への銅の溶解を促進することができる。
In particular, in the present embodiment, the distance from the axis N (maximum distance from the axis N) H1 at the center in the axis N direction and the distance from the axis N (minimum distance from the axis N) H2 at the end in the axis N direction. The difference H1-H2 is set within a range of 0.01 × L ≦ H1−H2 ≦ 0.15 × L with respect to the total length L of the
さらに、端壁部15が、軸線N近傍において軸線N方向外方に向けて突出されるとともに軸線Nに直交する方向に延在する円板部16と、この円板部16の外周と筒壁部11の軸線N方向端部とを接続する凸曲部17とを、備えているので、複数のめっき用銅材10をバスケット23、43等に装入した場合であっても端壁部15同士が密着して積み重なることがなくなり、硫酸液等に接触する面積を確保することが可能となる。よって、硫酸液等のめっき液中に銅が溶解しやすく、めっき液中に銅イオンをさらに効率的に供給することができる。
Further, the
特に、本実施形態においては、軸線N近傍において軸線N方向外方に向けて突出した円板部16の突出長さMが、めっき用銅材10の全長Lに対して、0.05×L≦M≦0.45×Lの範囲内に設定され、より具体的には、0.5mm≦M≦45mmとされ、さらに、軸線Nに沿った断面において凸曲部17がなす凸曲線の曲率半径r2が、0.1×L≦r2≦1.0×Lの範囲内に、より具体的には、1mm≦r2≦100mmとされているので、端壁部15同士が密着することを確実に防止することができるとともに、このめっき用銅材10の取扱い性を向上させることができる。
In particular, in the present embodiment, the protruding length M of the
さらに、円板部16の直径D1と、端壁部15の最大直径D2との比D1/D2が、0≦D1/D2≦0.7の範囲内に設定されているので、円板部16同士が密着した場合であっても端壁部15の他の部分(凸曲部17)がめっき液に接触することになり、銅の溶解を促進することができる。なお、端壁部15同士の密着を考慮した場合には円板部16を有しないことが好ましい。
Furthermore, since the ratio D1 / D2 between the diameter D1 of the
さらに、本実施形態であるめっき用銅材10を用いた銅めっき材の製造方法では、めっき用銅材10がめっき液2中に効率良く溶解して、めっき液2中に銅イオンが供給されるので、銅めっきを効率的に行うことができる。
また、図5に示すように、銅イオン供給装置40を用いた場合には、不溶解性陽極33を用いた銅めっき材の製造方法においても、本実施形態であるめっき用銅材10を使用することができる。
Furthermore, in the manufacturing method of the copper plating material using the
Moreover, as shown in FIG. 5, when the copper
以上、本発明の実施形態であるめっき用銅材及び本発明のめっき用銅材を用いた銅めっき材の製造方法について説明したが、本発明はこれに限定されることはなく、その発明の技術的思想を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。
例えば、軸線Nに沿った断面において筒壁部がなす稜線が、径方向外方に向けて凸となる凸曲線状をなしているものとして説明したが、これに限定されることはなく、軸線N方向中央部に軸線Nに沿って延びる円筒面を有していてもよい。ただし、前述の曲率半径r1を有する凸曲線が、筒壁部がなす稜線の50%以上を占めている必要がある
As mentioned above, although the copper material for plating which is embodiment of this invention and the manufacturing method of the copper plating material using the copper material for plating of this invention were demonstrated, this invention is not limited to this, Changes can be made as appropriate without departing from the technical idea.
For example, the ridgeline formed by the cylindrical wall portion in the cross section along the axis N has been described as having a convex curve shape that is convex outward in the radial direction, but the present invention is not limited thereto, and the axis line A cylindrical surface extending along the axis N may be provided at the center in the N direction. However, the convex curve having the aforementioned curvature radius r1 needs to occupy 50% or more of the ridgeline formed by the cylindrical wall portion.
また、めっき用銅材を、低酸素銅又は無酸素銅からなる銅棒材を鍛造することによって製出するものとして説明したが、これに限定されることはなく、リンを0.03質量%以上0.08質量%以下含有するリン含有銅合金からなる銅棒材を鍛造してもよい。この場合、めっき用銅材が円滑に溶解され、均一なめっき膜を形成することが可能となる。
さらに、めっき用銅材は、タフピッチ銅(TPC)やガス成分を除いた純度が99.999%以上の高純度銅(5N銅,6N銅等)で構成されていてもよい。
Moreover, although the copper material for plating was demonstrated as what is produced by forging the copper bar material which consists of a low oxygen copper or an oxygen-free copper, it is not limited to this and phosphorus is 0.03 mass%. You may forge the copper bar which consists of a phosphorus containing copper alloy containing 0.08 mass% or less above. In this case, the plating copper material is smoothly dissolved, and a uniform plating film can be formed.
Furthermore, the copper material for plating may be made of tough pitch copper (TPC) or high-purity copper (5N copper, 6N copper, etc.) having a purity of 99.999% or more excluding gas components.
また、被めっき材6については、特に限定されることはなく、種々の被めっき材に対する銅めっきにおいて、本発明のめっき用銅材を用いることができる。例えば、プリント配線基板への銅めっき、半導体用銅めっき、プラスチック材への銅めっき、鋼板への銅めっき等に用いることができる。
Moreover, about the to-
さらに、ベルトホイール式連続鋳造機を用いた連続鋳造圧延手段によって銅棒材を製出するものとして説明したが、これに限定されることはなく、押出成形等の他の手段によって銅棒材を製出してもよい。 Furthermore, although it demonstrated as what produces a copper bar by the continuous casting rolling means using a belt wheel type continuous casting machine, it is not limited to this, A copper bar is made by other means, such as extrusion molding. It may be produced.
また、銅めっきを行うめっき装置の構成は、図4及び図5に記載されたものに限定されることはなく、適宜設計変更することができる。
さらに、本実施形態の銅イオン供給装置では、電解方法によって銅イオンを生成させたが、これに限定されることはなく、銅材を熱濃硫酸(例えば、温度70℃、濃度98%)に浸漬溶解させる方法などを用いて銅イオンを生成する構成としてもよい。
Moreover, the structure of the plating apparatus which performs copper plating is not limited to what was described in FIG.4 and FIG.5, and can change a design suitably.
Furthermore, in the copper ion supply apparatus of the present embodiment, copper ions are generated by an electrolysis method, but the present invention is not limited to this, and the copper material is heated to concentrated sulfuric acid (for example, temperature 70 ° C., concentration 98%) It is good also as a structure which produces | generates a copper ion using the method of making it soak and dissolve.
さらに、本実施形態であるめっき用銅材を製造する際に用いられるダイ、パンチの構成は、実施形態の記載に限定されることはない。例えば、ダイの底面の中央部に平面部が設けられ、この平面部の外周側にダイの開口部に向かうにしたがい漸次拡径するように湾曲する凹曲部が形成され、パンチにも、ダイの底部に対向するように、ダイの底部に設けられた平面部及び凹曲部と同じ形状とされた平面部及び凹曲部が形成されたものを用いてもよい。この場合、ダイ及びパンチの平面部に対応するように、めっき用銅材の端壁部に円板部が形成されることになるが、この円板部によって、押圧力を充分に負荷させることができ、このめっき用銅材を効率良く製作することが可能となる。 Furthermore, the structure of the die | dye and punch used when manufacturing the copper material for plating which is this embodiment is not limited to description of embodiment. For example, a flat portion is provided at the center of the bottom surface of the die, and a concave curved portion is formed on the outer peripheral side of the flat portion so as to gradually increase in diameter toward the opening of the die. A flat part and a concavely curved part formed in the same shape as the flat part and the concavely curved part provided at the bottom of the die may be used so as to face the bottom part of the die. In this case, a disk part is formed on the end wall part of the copper material for plating so as to correspond to the flat part of the die and the punch, and the pressing force is sufficiently loaded by this disk part. This makes it possible to efficiently produce the copper material for plating.
本発明のめっき用銅材及び従来使用されているめっき用銅ボールについて、表面積Sと体積Vとの比S/Vを算出した。
従来例は、一般的に広く使用されている直径11mmのめっき用銅ボールとした。
本発明例として、直径8.0mmの銅棒材を、前述のめっき用銅ボールと同じ体積となるような長さとし、鍛造によって概略樽形状をなすめっき用銅材を製出した。ここで、本発明例のめっき用銅材においては、軸線N方向長さL=12.4mm、軸線Nと直交する方向の最大長さR=9.4mm、筒壁部の稜線がなす凸曲線の曲率半径r1=15mm、円板部の突出長さM=1.6mm、円板部の直径D1=3.6mm、端壁部の最大直径D2=8.1mm、凸曲部が成す凸曲線の曲率半径r2=8mmとされている。
The ratio S / V between the surface area S and the volume V was calculated for the copper material for plating of the present invention and the conventionally used copper balls for plating.
The conventional example was a copper ball for plating having a diameter of 11 mm, which is generally used widely.
As an example of the present invention, a copper rod material having a diameter of 8.0 mm was made to have the same volume as the above-described copper ball for plating, and a copper material for plating having a roughly barrel shape was produced by forging. Here, in the copper material for plating of the present invention example, the length L in the direction of the axis N = 12.4 mm, the maximum length R in the direction perpendicular to the axis N = 9.4 mm, and the convex curve formed by the ridgeline of the cylindrical wall portion Radius of curvature r1 = 15 mm, protrusion length M = 1.6 mm of the disk part, diameter D1 of the disk part = 3.6 mm, maximum diameter D2 of the end wall part = 8.1 mm, convex curve formed by the convex curve part The radius of curvature r2 is 8 mm.
上述の本発明例においては、従来例と比較して表面積Sと体積Vとの比S/Vが約1.1倍とされており、めっき液との接触面積が増大し、めっき液中への溶解が促進されることが確認された。 In the above-described example of the present invention, the ratio S / V of the surface area S to the volume V is about 1.1 times that of the conventional example, and the contact area with the plating solution increases, so It was confirmed that the dissolution of was promoted.
2 めっき液
6 被めっき材
10 めっき用銅材
11 筒壁部
15 端壁部
20、30 めっき装置
21、31 めっき槽
23、43 バスケット
33 不溶解性陽極
40 銅イオン供給装置
2
Claims (5)
軸線に沿うように延在し、前記軸線に直交する断面が円形をなす筒壁部と、この筒壁部の両端にそれぞれ位置する端壁部と、を備えており、
前記筒壁部は、前記軸線方向中央部が前記軸線方向端部よりも前記軸線から離間するように突出されており、
前記軸線方向長さLと前記軸線と直交する方向の最大長さRとの比L/Rが、L/R>1に設定されていることを特徴とするめっき用銅材。
It is a copper material for plating used when supplying copper ions into the plating solution,
Extend along the axis, comprises a cylindrical wall section perpendicular to said axis forms a circular, an end wall portion positioned at both ends of the cylindrical wall portion,
The cylindrical wall portion protrudes so that the axial center portion is separated from the axial line rather than the axial end portion,
A copper material for plating, wherein a ratio L / R between the axial length L and the maximum length R in a direction orthogonal to the axial line is set to L / R> 1.
前記溶解性陽極として請求項1から請求項3のいずれか一項に記載のめっき用銅材を前記めっき槽内に浸漬することを特徴とする銅めっき材の製造方法。 In the plating tank in which the plating solution is stored, the material to be plated is immersed as a cathode, a soluble anode is immersed in the plating tank, and the anode and the cathode are energized to deposit copper on the surface of the material to be plated. A method for producing a copper plating material,
The copper material for plating as described in any one of Claims 1-3 as the said soluble anode is immersed in the said plating tank, The manufacturing method of the copper plating material characterized by the above-mentioned.
請求項1から請求項3のいずれか一項に記載のめっき用銅材を溶解することにより銅イオンが供給されためっき液を生成し、このめっき液を前記めっき槽に供給することを特徴とする銅めっき材の製造方法。 In the plating tank in which the plating solution is stored, the material to be plated is immersed as a cathode, the insoluble anode is immersed in the plating tank, and the anode and the cathode are energized to deposit copper on the surface of the material to be plated. A method for producing a copper plating material,
A plating solution supplied with copper ions is generated by dissolving the copper material for plating according to any one of claims 1 to 3, and the plating solution is supplied to the plating tank. A method for producing a copper plating material.
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