JP7084541B1 - 易破砕性電析銅 - Google Patents
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Abstract
Description
(1)
銅及び不可避不純物からなる高純度電析銅であって、
純度が6N以上であり、
不純物として含有されるAgが0.2ppm以下であり、
含有される粒径0.5μm以上20μm以下の非金属介在物が20000個/g以下であり、
電析断面の平均粒径が40~400μmの範囲であって、
電析断面の最大粒径が300~2700μmの範囲にあり、
電着面の平均粒径が25~150μmの範囲であって、
電着面の最大粒径が100~450μmの範囲にある高純度電析銅。
本発明は、銅及び不可避不純物からなる高純度電析銅であって、純度が6N以上であり、不純物として含有されるAgが0.2ppm以下であり、含有される粒径0.5μm以上20μm以下の非金属介在物が例えば20000個/g以下、好ましくは15000個/g以下であり、電析断面の平均粒径が40~400μmの範囲であって、電析断面の最大粒径が300~2700μmの範囲にあり、電着面の平均粒径が25~150μmの範囲であって、電着面の最大粒径が100~450μmの範囲にある高純度電析銅を提供する。
好適な実施の態様において、高純度電析銅の純度は、例えば6N(99.9999質量%)以上とすることができる。高純度電析銅の純度の上限には特に制約はないが、例えば、7N(99.99999質量%)以下とすることができる。
好適な実施の態様において、高純度電析銅に含有される不純物としては、以下の元素と含有量(質量ppm)をあげることができる。
Ag: 例えば0.2ppm以下、好ましくは0.1ppm以下
Br: 例えば0.1ppm以下、好ましくは0.05ppm以下
Cl: 例えば1ppm以下、好ましくは0.5ppm以下
好適な実施の態様において、高純度電析銅に含有される非金属介在物は、例えば粒径0.5μm以上20μm以下の非金属介在物が例えば20000個/g以下、好ましくは15000個/g以下とすることができる。本発明における非金属介在物とは、LPC測定として検出されるLPCのことをいう。非金属介在物は、実施例において後述する手段によって測定することができる。非金属介在物の含有量の下限は特に制約はないが、例えば、粒径0.5μm以上20μm以下の非金属介在物が50個/g以上、あるいは100個/g以上、あるいは500個/g以上、あるいは1000個/g以上とすることができる。
好適な実施の態様において、高純度電析銅は、その電析断面において観察される平均粒径が、例えば40~400μmの範囲、好ましくは50~350μmの範囲、さらに好ましくは80~300μmの範囲、さらに好ましくは100~250μmの範囲、特に好ましくは100~200μmの範囲、あるいは好ましくは80~400μmの範囲、さらに好ましくは100~400μmの範囲、さらに好ましくは100~300μmの範囲とすることができる。
好適な実施の態様において、高純度電析銅は、その電着面において観察される平均粒径が、例えば25~150μmの範囲、好ましくは50~130μmの範囲、さらに好ましくは65~115μmの範囲、特に好ましくは75~100μmの範囲とすることができる。
好適な実施の態様において、本発明の高純度電析銅は、優れた破砕性を備えたものとなっている。本発明の高純度電析銅は、強度が低減されて、破砕性に優れているために、その後の破砕の工程は容易なものとなっており、破砕の工程における不純物の混入のリスクは最小限となっている。このため、本発明の高純度電析銅は、優れた特性が、破砕の工程で失われることなく、Cu系ターゲットの原料として好適に使用可能なものとなっている。破砕性は、実施例において後述する試験によって確認することができる。
好適な実施の態様として、本発明は、次の(1)以下を含む。
(1)
銅及び不可避不純物からなる高純度電析銅であって、
純度が6N以上であり、
不純物として含有されるAgが0.2ppm以下であり、
含有される粒径0.5μm以上20μm以下の非金属介在物が20000個/g以下であり、
電析断面の平均粒径が40~400μmの範囲であって、
電析断面の最大粒径が300~2700μmの範囲にあり、
電着面の平均粒径が25~150μmの範囲であって、
電着面の最大粒径が100~450μmの範囲にある高純度電析銅。
(2)
電析断面の平均粒径が50~350μmの範囲であって、
電析断面の最大粒径が450~2500μmの範囲にある、(1)に記載の高純度電析銅。
(3)
電着面の平均粒径が65~115μmの範囲であって、
電着面の最大粒径が150~350μmの範囲にある、(1)~(2)のいずれかに記載の高純度電析銅。
(4)
不純物として含有される元素として、Agが0.1ppm以下であり、Brが0.05ppm以下であり、Clが5ppm以下である、(1)~(3)のいずれかに記載の高純度電析銅。
(5)
含有される粒径0.5μm以上20μm以下の非金属介在物が15000個/g以下である、(1)~(4)のいずれかに記載の高純度電析銅。
(6)
高破砕性高純度電析銅である、(1)~(5)のいずれかに記載の高純度電析銅。
[電析銅の製造]
以下の条件によって電解槽を用いた電解を行って、高純度電析銅を製造した。
カソード:Ti板
アノード:4N電気銅
カソードとアノード間の距離:40~60mm
電解液組成:硝酸銅溶液
電解液中のHBr(添加剤):Br濃度が1~10mg/LとなるようHBrを添加した
電解液Cu濃度: 50~100g/リットル
電解液温度 : 15~35℃
電解液pH : 0.8~1.8
電流密度 : 0.5~1.5A/dm2
電解時間 : 240時間
[電析銅の品位]
実施例1によって電析銅は、通常程度のこぶの発生は見られたが、短絡するような異常に成長したコブは特に見られなかった。すなわち、製造の工程において、十分な程度に、コブ発生が抑制されたものとなっていた。
実施例1によって得られた電析銅(試料1)を、一部採取して、含有成分をGDMS(Glow Discharge Mass Spectrometry)によって分析した。得られた結果を表2-1~表2-2に示す。特に記載のない場合には、それぞれの含有量の単位は質量ppmである。不等号で記載された値は、それぞれの測定限界値未満であったことを示す。実施例1で作製した電析は、GDMSによる測定で純度6N(99.9999質量%)とわかった。GDMSにて測定したうちの15成分を以下に示す。
実施例1によって得られた電析銅(試料1)を、10~20mm角に切断して電着面、及び電析断面についてそれぞれ#1000まで湿式研磨後、電解研磨装置(Struers/レクトロポール-5)にて電解研磨とエッチングを施した。
実施例1によって得られた電析銅(試料1)に対して、LPC(Liquid Particle Counter)分析を以下の手順で行った。
電析銅を5gサンプリングし、介在物が溶解しないように、ゆっくりと210ccの酸で溶解し、さらにこれを500ccになるように、純水で希釈し、この10ccを取り、液中パーティクルセンサ(九州リオン株式会社)のKS-42CにてJIS B9925に基づき測定した。
実施例1によって得られた電析銅(試料1)に対して、抗折試験を以下の手順で行った。
電析銅を3×4×35mmに切断して、#200まで湿式研磨した。作製したサンプルを一軸試験機(エー・アンド・デイ)のSTB-1225Sにて抗折試験を実施。試験条件は下記の通り。
動作モード:単一動作
動作方向:Down
変形モード:3点曲げ試験
速度モード:移動速度一定制御
移動速度:0.5mm/min
目標荷重:5N
クリープ速度:10mm/min
保持時間:3s
実施例1によって得られた電析銅(試料1)の一部を、20mm角に切断した試験片を作成して、破砕性試験を行った。
[電析銅の製造]
以下に示す条件を変更したことを除いて、実施例1と同様に電析を行って、比較例1の高純度電析銅を製造した。
電解液組成 :硝酸銅溶液
HCl(添加剤):Cl濃度が20~40mg/LとなるようHClを添加した
PVA(添加剤):PVA濃度が0.5~1.5mg/Lとなるよう添加した
電流密度 : 1.4~2.0A/dm2
電析銅の品位を評価するために、比較例1によって得られた電析銅(試料2)を、一部採取して、実施例1と同様に、含有成分をGDMSによって分析した。得られた結果を表2-1~表2-2に示す。比較例1にて作製した電析は純度が5Nであった。
[電析銅の製造]
以下に示す条件を変更したことを除いて、実施例1と同様に電析を行って、比較例2の高純度電析銅を製造した。
電解液組成 :硝酸銅溶液
HBr(添加剤):Br10~10mg/LとなるようHBrを添加
PVA(添加剤):PVA0.5~1.5mg/Lとなるよう添加
電流密度 : 1.4~2.0A/dm2
電析銅の品位を評価するために、比較例2によって得られた電析銅(試料3)を、一部採取して、実施例1と同様に、含有成分をGDMSによって分析した。得られた結果を表2-1~表2-2に示す。比較例2にて作製した電析は純度が4Nであった。
実施例1によって得られた電析銅は、その電解による製造時において、PVAの添加がないにもかかわらず、長時間の電解において何ら妨げとならない程度にこぶの発生が抑制されていた。そして、実施例1によって得られた電析銅は、破砕性に優れており、洗浄容易な器具を用いた簡単な操作によって破砕することができた。これによって、実施例1によって得られた電析銅は、電析銅をインゴットへ成型するためにるつぼに入れる等の作業に先立って、切断器具によって切断する作業が不要であった。すなわち、実施例1によって得られた電析銅は、切断器具によって切断する作業によってしばしば混入しがちな他の金属元素の混入の機会を、原理的に回避できるものとなっていた。
Claims (6)
- 銅及び不可避不純物からなる高純度電析銅であって、
純度が6N以上であり、
不純物として含有されるAgが0.2ppm以下であり、
含有される粒径0.5μm以上20μm以下の非金属介在物が20000個/g以下であり、
電析断面の平均粒径が40~400μmの範囲であって、
電析断面の最大粒径が300~2700μmの範囲にあり、
電着面の平均粒径が25~150μmの範囲であって、
電着面の最大粒径が100~450μmの範囲にある高純度電析銅。 - 電析断面の平均粒径が50~350μmの範囲であって、
電析断面の最大粒径が450~2500μmの範囲にある、請求項1に記載の高純度電析銅。 - 電着面の平均粒径が65~115μmの範囲であって、
電着面の最大粒径が150~350μmの範囲にある、請求項1~2のいずれかに記載の高純度電析銅。 - 不純物として含有される元素として、Agが0.1ppm以下であり、Brが0.05ppm以下であり、Clが5ppm以下である、請求項1~3のいずれかに記載の高純度電析銅。
- 含有される粒径0.5μm以上20μm以下の非金属介在物が15000個/g以下である、請求項1~4のいずれかに記載の高純度電析銅。
- 高破砕性高純度電析銅である、請求項1~5のいずれかに記載の高純度電析銅。
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