JPS6347373A

JPS6347373A - 化学銅めつき液の再生装置

Info

Publication number: JPS6347373A
Application number: JP19133586A
Authority: JP
Inventors: Hirotoku Ota; 広徳大田
Original assignee: NEC Corp
Current assignee: NEC Corp
Priority date: 1986-08-15
Filing date: 1986-08-15
Publication date: 1988-02-29

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は、老化した化学銅めっき液の再生に関し、特に
化学鋼めっき液中の化学めっき反応阻害成分を選択的に
除去して、化学銅めっき液を再生する装置に関する。

〔従来の技術〕

化学銅めっき液は、銅イオン・銅イオンのキレート剤−
銅イオンの還元剤・困調整剤等を主成分として含有して
おり、化学めっきが良好に行なわれるためには、めっき
液の各成分が常に一定に保たれることが望ましい。しか
し長時間使用すると、以下に説明するようにめっき液中
に化学銅めっき反応を阻害する成分が蓄積されめっき液
は使用によって、液中の銅イオンが消費されるので、そ
の最適濃度を維持するため、消費された分だけの銅イオ
ンの補給を行なう。

補給は通常、銅化合物の水溶液として行なうが、この補
給のくシ返しによシ銅化合物の銅イオンの対陰イオンが
、反応により消耗せずにめっき液中に蓄積される。また
、銅イオンの還元剤もその最適濃度を維持するために、
消費された量だけ補給を行なう。そのため、反応の進行
に伴い銅イオンの還元剤の酸化反応生成物イオンがめつ
き液中に蓄積される。

一般に、よく使用さｎるめつき液では、銅化合物として
は硫酸銅が用いられ、銅イオンの還元剤としてはホルム
アルデヒドが用いらＡる。

したがって、銅イオンの対陰イオンとして硫酸イオンが
、銅イオンの還元剤の酸化反応生成物イオンとしてギ酸
イオンが蓄積される。こｎらの蓄積イオンの増加は、め
っき皮膜の機械的性質を低下させることが知られており
、また、めっき液の使用に伴い浴組成が変化していくた
め、比較的短期間でめっき液は不安定となシ、使用でき
永くなる。

めっき液中のこれらの蓄積イオンを除去し、めっき液を
再生する方法および装置が、アメリカ合衆国特許筒４，
２８９．５９７号（１９８１年９月１５日）によって提
案されている。すなわち、この特許によると、１つの電
気透析槽を２枚の陰イオン交換樹脂膜によって陽極室、
めっき液再生室および陰極室の３つの部屋に区切シ、そ
れぞれの部屋に硫酸水溶液、再生すべきめつき液、水酸
化ナトリウム水溶液を入れる。陽極室。

陰極室にそれぞれ陽極電極、陰極電極を浸漬し、この両
電極間に直流電圧を印加すると、めっき液再生室のめつ
き液中に蓄積している陰イオンである硫酸イオン、ギ酸
イオンが陰イオン交換樹脂膜を通過して陽極室に移動す
る。したがって、めっき液中の硫酸イオン、ギ酸イオン
の濃度は減少してめっき液が再生さ才しる。

〔発明が解決しようとする問題点〕

上述した従来技術では、電気透析中において、電荷の移
動を担うものとして、陰極室からめっき液再生室へは水
酸イオンであシ、めっき液再生室から陽極室へは、銅化
合物の銅イオンの対陰イオンである硫酸イオンと銅イオ
ンの還元剤であるホルムアルデヒドの酸化反応生成物イ
オンであるギ酸イオンとが主である。

ところで、陰極室からめっき液再生室へ移動する電荷量
とめっき液再生室から陽極室へ移動する電荷量は等しい
はずであるから、めっき液再生室のめつき液の水酸イオ
ンの濃度は高くなる。特に、陰極室とめっき液再生室と
の間に介挿した陰イオン交換樹脂膜のめっき液接触面付
近の水酸イオン濃度が高くなり、次の（１１式の反応が
起こりやすくなる。

２Ｃｕ　＋　ＨＣＨＯ＋　５０）ＩＴ　−ＣｕｚＯ＋　
ＨＣＯＯ−＋　３Ｈ＊０−（１）（１）式の反応によシ
酸化第１銅が生成されると、次の（２）式あるいは（３
）式の反応によって金属銅が析出し、めっき液は不安定
になる。

ＣｕｚＯ＋　Ｈ２Ｏ＝　Ｃ，ｕ　＋　Ｃｕ　　＋　２０
Ｈ−”（２）Ｃｕ　！０　＋　２ＨＣＨＯ＋　２０Ｈ−
→２Ｃｕ＋Ｈｚ＋　２ＨＣＯＯ−＋　Ｈ２０・・・（３
）以上のことから、陰極室とめっき液再生室の間に介挿し
た陰イオン交換樹脂膜のめっき液接触面に金属銅が析出
されやすく、陰イオン交換樹脂膜の劣化、蓄積イオンの
除去効率の低下を引き起こす欠点があった。

本発明の目的は、かかる従来技術の欠点を除去した化学
銅めっき液の再生装置を提供することにある。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明の装置は、前記したアメリカ合衆国特許筒４　、
２８９　、５９７号のめっき液再生装置を改良するもの
で、２枚の陰イオン交換樹脂膜によって仕切られた陽極
室・めっき液再生室・陰極室の配列をなす電気透析槽に
おいて、めっき液再生室内に、ａ）前記陰極室との間を仕切る陰イオン交換樹脂膜に接
触配置した金属メツシュと。

ｂ）前記金属メツシュに対向して配置した標準電極およ
び金属メツシュに対する対極上。

Ｃ）前記金属メツシュ・標準電極間の電位差を一定にし
つつ、前記金属メツシュを前記対極より責の電位に保持
する直流電源と。

全備えたものである。

〔作用〕

再生の時間経過とともに再生効率が低下し、陰イオン交
換樹脂膜の劣化が生ずる原因は（１）式の反応によシ酸
化第１銅が生じ、さらに（２）式。

（３）式の反応により銅が析出さｎることによる。

本発明の装置では、陰極室・めっき液再生室の間に介挿
さ扛た陰イオン交換樹脂膜に接触して金属メツシュを設
け、この金属メツシュの液に対する電位を適正にするこ
とで、陰イオン交換樹脂膜への銅の析出を防げる。その
ために、金属メツシュ・標準電極・対極を３電極とする
ポテンシオスタットを直流電流として使用している。金
属メツシュが標準電極に対して一定電位（銅の析出の生
じない電位範囲に選ぶ）になるように金属メツシュ・対
極間の電圧が自動的に調整される。このとき金属メツシ
ュは常に対極に対して貴の電位としている。この直流電
源の作用により、再生を継続したためめっき液中の成分
の変化が生じても銅の析出を防ぐことができる。

〔実施例〕

以下、図面を参照して、本発明の一実施例につき説明す
る。第１図の電気透析槽１０は、陰極室間とめっき液再
生室４０との間を陰イオン交換相Ｑ　Ｊｌ１２０　ａ　
、めっき液再生室４０と陽極室間との間を陰イオン交換
樹脂膜２０ｂで仕切り、陰極家父に陰極電極１．陽極家
父に陽極電極２が配設され、各電極は直流電源４にリー
ド３で結線しである。めっき液再生室切内には、陰イオ
ン交換樹脂ｙ！２０　ａに接触して全面に金属メツシュ
５を設け、さらに標準電極６．対極７を対向配置してい
る。標準電極６．対極７Ｆｉ、金属メツシュ５に対して
負電位になるように、それぞれリード線９を介して直流
電流８に接続さｎる。

電気透析槽１０の材質は、ポリプロピレンを使用し、電
極１．２は白金めつきチタン板を使用した。臨イオン交
換樹脂膜２０　ａ　、　２０　ｂとしては、陰イオン交
換樹脂膜ＡＣＩＪ−５Ｐ　（商品名：徳山曹達株式会社
製）を用いた。金属メツシュ５の材質としては、ステン
レスメツシュを、対極７として銅板を、標準電極６とし
て銀／塩化銀電極を使用した。また陰極室間の溶液は４
９／ｆ）、濃度の水酸化ナトリウム水溶液１１を、陽極
家父の溶液は１．０９／（ｌ濃度の硫酸水溶液１２を用
いた。

本発明の効果全検証するために、老化めっき液として、
硫酸銅（Ｃｕ５Ｏａ・５ＨｚＯ）　１０　ｇ／Ｑ　、　
ｘチレンジアミン四酢酸（ＥＤＴＡ）　３５９／Ｑ、ホ
ルムアルデヒド（ＨＣ）ＩＯ）　２９／Ｑ　、硫酸ナト
リウム（ＮａｚＳＯ＋）　２５９／Ｑ　、　　ギ酸ナト
リウム（ＮＣＯＯＮ＆）４（１７１ｉ含むｐＨ＝　１２
の擬似老化化学銅めっき液１３を作成し、めっき液再生
室４０に入れ、直流電源４により陰極電極１と陽極電極
２との間に直流電圧を印加する。また直流電源８によっ
て、金属メツシュ５の電位が標準電極６に対して０．２
ｖとなるように、金属メツシュ４と対極７との間に直流
電圧を印加して、１０時間再生操作を行なった。なお陰
イオン交換樹脂膜２０ａ、２０ｂのめっき液接触面積は
１００Ｌ：ｍ２−電解電流密度は３０胸−一、めっき液
１３の体積はＬ５ｆｆｉとした。

透析終了後、陰イオン交換樹脂膜２０ａのめっき液接触
面を観察したが、銅の析出は認められず、本発明の実用
性が立証さ才ｔた。

本実施例で、金属メツシュ５と対極７との間に印加する
直流電源８＃′ｉ、金属メツシュ５と標準電極６との電
位差が常に一定になるように、その電圧を自動調整する
ポテンシオスタットを使用する。そして金属メツシュ５
の標準電極６に対する電位としては、銅の析出がおきな
い電位領域内にする。この析出電位領域は実験的に定め
られるもので、銀／塩化銀電極を使用した場合、約−０
，４Ｖより大きいならば析出が生じない。実施例では０
．２Ｖとした。

なお、標準電極６としては、飽和せコウ電極などを用い
ることもできる。また、金属メツシュ５の材質として、
ステンレスの他ニ、銅・白金めつきチタンなどが、対極
６の材質として銅の他に白金めつきチタンなども用いる
ことができる。

〔発明の効果〕

以上、説明したように、本発明では従来の装置において
みられた陰極室とめっき液再生室とを仕切る陰イオン交
換樹脂膜への銅析出を、隘イオン交換樹脂膜全面に接触
して金属メツシュを配置し、この金属メツシュのめつき
液に対する電位を適正にして、防ぐことができた。金属
メツシュの電位を一定化するため、標準電極と対極とを
設け、３ｇ極を使用するポテンシオスタットを直流電源
として用い、電圧印加するようにした。したがって長時
間再生を行なっても、銅の析出はなく、老化化学銅めっ
き液から蓄積イオンである硫酸イオンおよびギ酸イオン
を効率よく除去することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による銅めっき液再生装置の一実施例を
示す図である。１・・・陰極電位、　　　　２・・・陽極電極、４・・
・直流電源、　　　　５・・・金属メツシュ、６・・・
標準電極、　　　　７・・・対極、８・・・直流電源、
　　　１０・・・電気透析槽、１１・・・水酸化ナトリ
ウム水溶液、１２・・・硫酸水溶液、　　１３・・・化学鋼めっき液
、２０　ｍ　、　２０　ｂ・・・陰イオン交換樹脂膜、
加・・・陰極室、４０・・・めっき液再生室、関・・・
陽極室。

Claims

【特許請求の範囲】２枚の陰イオン交換樹脂膜によつて仕切られた陽極室・
めつき液再生室・陰極室の配列をなす電気透析槽を有し
、前記めつき液再生室に老化せる化学銅めつき液（主成
分が銅イオン・銅イオンのキレート剤・銅イオンの還元
剤・ｐＨ調整剤である）を、前記陽極室・陰極室にそれ
ぞれ電解質溶液を入れておき、前記陽極室、陰極室の各
電極間に直流電圧を印加して、前記化学銅めつき液中の
銅イオンの対陰イオンと、還元剤の酸化反応生成物イオ
ンとを選択的に除去する再生装置において、前記めつき液再生室内にａ）前記陰極室との間を仕切る陰イオン交換樹脂膜に接
触配置した金属メッシュと、ｂ）前記金属メッシュに対向して配置した標準電極およ
び金属メッシュに対する対極、と、ｃ）前記金属メッシュ・標準電極間の電位差を一定にし
つつ、前記金属メッシュを前記対極より貴の電位に保持する直流電源と、を備えたことを特徴とする化学銅めつき液の再生装置。