JPS63149390A - 電解金属箔の製造方法とそれに用いる装置 - Google Patents

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） 本発明は電解金属箔の製造方法とそれに用いる装置に関
し、更に詳しくは良質な金属箔、とりわけ質が緻密で物
理的性質にすぐれ、又粗面の凹凸が小さく且つ揃ってい
る印刷回路用電解銅箔を、高電流密度で、且つ高電力効
率で製造することが出来、更には、電解製造時に電解液
の飛沫やミストの発生による設備や雰囲気の汚染、製造
箔の品質低下を略完全に抑制できる方法とそれに用いる
装置に関する。

（従来の技術） 電解金属箔のうち今日最も大量に生産されているものは
、印刷回路用電解銅箔である。この電解銅箔は、その殆
どが次のような装置を用いて連続生産されている。

すなわち、ステンレススチール、チタン、クロムめっき
などでその表面が構成されている円筒体を水平にしてそ
の一部を例えば硫酸銅−硫酸から成る電解液に浸し、液
中の円筒面に対面して配設された例えば銅、鉛、白金、
白金系酸化物表面を有する対極との間に、円筒面を陰極
として直流電波を流し、電流の大きさと円筒の回転速度
とを調節して、電着銅が所望の厚みになったとき丁度液
中より空中へ出る如くし、空中において電着銅層を円筒
より剥離し、巻取ることにより電解銅箔を生産すること
が行なわれている。

両極間の電解液が循環、攪拌、新鮮化されることが電解
処理の継続、良質な電解銅箔を生産する場合に必須であ
るが、そのため、従来から種々の方法や装置が提案され
ている。

例えば米国特許第１，９７８，０３７号に開示されてい
る装置は、電解槽の中で円筒陰極に対面して配設された
陽極が左右２つに分割されていて間に隙間があり、電解
が行なわれると発生ガスの上昇に曳かれて両極間の電解
液は上昇して陽極上端より溢れ、中央下部の陽極間の隙
間から電解槽内の電解液が両極間の空間に吸い込まれる
という方法で両極間の電解液が循環、新鮮化される形式
％式％ また米国特許第１．９５２．７６２号においては、この
陽極間の間隙が３木形成された形式が開示されている。

更に米国特許第２，０４４，４１５号では、この陽極間
の間隙の下方に両極間の電解液を攪拌するための空気を
噴出せしめるパイプを配設した装置が開示されている。

米国特許第２．８６５．８３０号においては。

上記陽極間の間隙部に液を流出させうる多数の孔を形成
させた給液パイプを配設し、該給液パイプから両極間の
空間に電解液を噴出せしめる装置が開示されている。

また米国特許第１，９６９，０５４号においては、陰極
円筒のまわりに約４０°に亘って略水平に配設された円
弧状陽極に複数の孔を形成し、この孔より噴出せしめた
電解液が両電極間の空間をそれに沿って流れる電解液の
層を貫いて陰極表面に突当たるジェット流となる如くし
、かつ電解液の出口側にはオーバーフローとアンダーフ
ローの堰を設けて出口側の電解液液面を一定に保ち、こ
れによって両極間に液が充満し定常流に保持する装置が
開示されている。

更に米国特許第３，１５１，０４８号においては、ｒＡ
極円筒の電解面に対面して複数本の純銅バーを陽極とし
て立設し、かつ両極間の空間には複数本の孔あき攪拌管
を横手方向に水平に配設し、？ｌｔ解槽の電解液をポン
プにより該攪拌管に圧入し、かつ該攪拌管に形成されて
いる孔から陰極円筒面に垂直に噴出せしめる装置が開示
されている。

また、英国特許第１，１１７，６４２号では、電解液を
陽極間の間隙の下方に配設された孔あきパイプに供給し
、その孔から両極間の空間に圧入せしめ、該空間上方の
開放端から溢出せしめる装置が開示されている。

（発明が解決しようとする問題点） 上記したように従来から知られている電解金属箔の製造
方法とそれに用いる装置は、いずれも両極間の空間に供
給される電解液が該空間を下方より上方に向って上昇し
、上部開放端から溢流する形式のものである。

しかしながら、この従来の方法においては、次のような
不都合な問題が避は得ない、すなわち。

両極間の空間に存在する電解液を可及的に新鮮化するた
めに該空間に流入させる電解液の流速を大ならしめる操
作が制限されることである。電解液の該空間における流
速を大ならしめるためには、下方から電解液を大きな圧
力で大量に圧入すればよいが、しかしその圧力を大きく
しすぎると該空間の上部開放端から電解液が噴上がり、
それが陰極円筒の表面に飛沫となって降りかかったり、
または発生ガスによりミストを形成して飛散して作業環
境を損なうなどの事態を生起する。

それゆえ、電解液の流入速度は上記の好ましくない事態
を発生せしめない程度に制限されなければならない０両
極間の空間に供給される電解液の流入速度が制限される
場合には、該空間に存在する電解液は充分に新鮮な状態
にあるとはいえず、また電解によって発生した多量のガ
スを包含した状態にある。その結果、ＴＩｔ解部分に供
給される銅イオンの実質的な濃度は充分でないために大
きなｆｆｉ流密度が使用できず、しかも形成された銅箔
の物理的性質１表面状態も充分に好ましいものではなく
、さらに液の電気抵抗が大きいことにより消費電力が大
きくなるという不都合も生ずる。

本発明は従来技術における上記゛問題点を解消し、両極
間の空間に供給する電解液の流入量、流入速度を大巾に
大ならしめて該空間に存在する電解液を充分に新鮮化し
、これによって優れた物理的性質と表面状態の電解金属
箔を製造し、しかも高電流密度の使用を可能とし生産性
を向上せしめるなどの利益をもたらす新規な方法とそれ
に用いる装置の提供を目的とする。

（問題点を解消するための手段） 本発明の電解金属箔の製造方法は水平に回転する陰極円
筒とその円筒面と相対して同軸的に配設された陽極との
間の空間に電解液を満たして電解を行ない電解金属箔を
製造する方法において、該空間の上方より下方に向って
電解液を流下させることを特徴とし、それに用いる装置
は上記の陰極円筒と；上記の陽極と；両極間の空間を下
方に向って流れる電解液と；から成ることを特徴とする
。

本発明方法は１回転円筒陰極を用いる電解金属箔の製法
、装Ｈにおいて、ＰＶ補極間空間に供給される電解液が
両極間の空間の上端より供給され。

該空間を充たして下方に向って流れ、陽極下部に位置す
る排液口から流出せしめられることを最大の特徴とする
ものであり、電解液の組成、温度などについては従来の
場合と特に変わる必要はない。

以下に本発明を図面に則して説明する。

第１図は本発明装置の１例を示す断面模式図である０図
においてｌは円筒陰極であり、その円筒面の一部もしく
は全部を電解液に浸し、水平な中心軸１ａのまわりで回
転可能となるよう配設される。２は陽極であって１回転
円筒陰極１の電解液中の円筒面に相対して配設され、そ
の下部には排液口３が形成されている。排液口３は陽極
２の最底部中央又はその近傍に１円筒陰極ｌの中心軸ｌ
ａの方向（第１図の紙面と垂直の方向）に伸長する溝孔
として形成されていてもよいし、また複数孔が連続して
形成されていてもよい、陽極２は、単に左右の２つから
なるものでもよいが、その片方もしくは両方が複数の陽
極から成る形式のものでもよく、さらに夫々に異なる大
きさの電流を流せる形式のものであってもよい。

４は回転円筒陰極１と陽極２との間に形成された空間で
ある。この空間４の幅は格別限定されるものではなく、
実際上は数ミリメートルから数１０ミリメートルの間を
適宜に選定すればよい。

この空間４を電解液が満たす如くに、該空間４の上端４
ａから電解液が連続的に供給され、その供給速度は、排
液口３より排出される液量とバランスして空間４の上方
の液面を一定に保持するごとく設定される。

この場合、電解液の排出速度を大にする程、空間４を流
下する電解液の速度は大となり、該空間４に存在する電
解液の新鮮化は向上する。

そのため第１図のように排液口３が陽極２の下部位置で
開放されていて、空間４における電解液がその重力によ
って自然流下する形式でも従来の場合に比べて有効であ
るが、しかし第２図に示したように排液口３に更に電解
液流出筒５を連設し、該筒５中を電解液が充満して降下
するごとくにすればその部分の重力が加算されて一層空
間４を流下する電解液の速度を大ならしめて好適である
。さらに該流出筒５に吸引ポンプ６を付設すれば、電解
液の流下速度を一層高めることが出来て有効であり、ま
た流下速度を所望の一定値に制御することも容易となる
。

電解金属箔の製造に際しては、これら装置で回転円筒陰
極ｌを例えば矢線Ｐ方向に所定速度で回転させ、空間４
の上端４ａから例えば電解液を矢線Ｑの如くに供給し、
それを排液口３から矢線Ｒのように排出しつつ、所定の
条件で電解を行ない、回転円筒陰極ｌの円筒面に形成さ
れた金属層を剥離し、金属箔７として連続生産すればよ
い、このとき１回転円筒陰極ｌはその円筒面の約局から
略全面に亘って電解液中に浸漬されるようにする。

この電解過程で発生するガスは急速に降下する電解液に
包含され、引きずられる形で効果的に下方に移動し排出
されるので上方に上昇せず、その結果、上方４ａにおけ
る電解液の液面から飛沫となって飛び上ったり、ミスト
を上方空間に撒Ｊ散らすことがなく、また空間４内の液
中にただようことにより、形成する金属箔の性質を損な
い、液の電気抵抗を増して消費電力を大きくすることも
ない。

なお、電解液の供給および発生ガスの流下を助長するた
め陽極２の電解面に複数個の電解液供給孔を穿設し、こ
こから電解液を噴出させてもよいし、また補助的な電解
液供給管をこの空間４内に別置してもよい。

（発明の実施例） 実施例１ 円筒表面がチタンで構成された直径５００ｍｍ。

円筒部の長さ４５０■の円筒陰極■と円弧の内表面が鉛
で構成された陽極２とを相互の間隔が１１０ｌ１となる
ように組合せて第２図の如き装置を組立てた。電解液流
出筒５の内径は３０■、長さは６００ＩＩＩＩであった
。

先ず流出筒５の下端を閉じ、両極間の空間４にＣｕ”　
　１１０ｇ／見、Ｈ２ＳＯ４７０ｇ／Ｉｔ、にかわ　３
ｍｇ／ｆｌの組成で、温度６０℃の電解液を充満せしめ
、ついで流出筒５の下端を開いて電解液を流下せしめ、
かつ空間４の上端４ａには上記電解液を連続的に供給し
、空間上端４ａの液面が一定に保持される如くした。こ
の時の電解液供給量は約１４０４９．／分であった０両
極間に９ＯＡ／ｄａ”の直流電流を流し、電解後の銅箔
の厚みが３５−となるように陰極円筒を回転して銅箔を
連続生産した。

得られた銅箔の特性を表に示した。

実施例２ 第３図に例示した装置を用い、電解液を８００見／分の
速度で強制的に排液し、空間上端４ａには鎖部の液面を
一定に保持するに必要な量の電解液を補給する如くした
以外は実施例１と同様にして銅箔を連続生産した。得ら
れた銅箔の特性を表に示した。

比較例 第１図に例示した装置を用い、排液口３から電解液を５
０文／分で圧入し、陽極２の上端から溢流させ、電流密
度６５Ａ／ｄ層２で電解したことを除いては、実施例１
と同様にして銅箔を連続生産した。得られた銅箔の特性
を表に示した。

表 オＪＩＳ　　Ｐ−８１１５準拠、ＭＩＴ試験機使用、０
．８Ｒ。

（発明の効果） 以上の説明で明らかなように、本発明方法においては、
両極間の空間に上方から下方に向う電解液の急速な流れ
が形成されるので、得られる電解金属箔は組織が緻密で
物理的特性９表面状態の優れたものになり、また従来生
起していた電解液の飛沫やミストの発生する事態も解消
される。電着する金属イオンの供給が高速潤沢に行われ
るので高電波密度の操業が可能となり、また発生ガスは
高速流下する電解液の流れにより迅速に除去され１両極
間の電解液の電気抵抗が含まれる気泡によって大きくな
ることがないので消費する電解電力を小ならしめ、生産
性も向上し、その工業的価値は極めて大きい、更に本発
明方法を適用するに当っては電解液の供給を従来方法と
上下逆にするのみであるから従来装置を大巾に改良する
必要もなく、また実用化のために解決すべき新たな困難
９問題も存在しない。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明装置の１実施例の断面模式図であり、第
２図及び第３図はそれぞれ他の実施態様を例示する図で
ある。 ｌ：回転円筒陰極 １ａ：円筒陰極の円転軸 ２：陽極 ３：排液口 ４；陰陽両極間の空間 ４ａ：両極間の空間の上端 ５：流出筒 ６：ポンプ ７：金属箔（銅箔など） ↓ 第２図 ↓ 第３図 手続補正書 昭和６２年　５月２１日 特許庁長官　　黒　１）明　雄　殿 １、事件の表示 昭和６１年特許願第２９４７４９号 ２、発明の名称 電解金属箔の製造方法とそれに用いる装置３、補正をす
る者 事件との関係　　特許出願人 名　称　　古河サーキットフォイル株式会社４、代理人 １、特許請求の範囲の欄を別紙のように補正する・。 ２、発明の詳細な説明の欄を以下のように補正する。 １）明細書７頁１９行目〜同８頁５行目までに記載の「
該空間の・・・・・・特徴とする。」を「該電解時に液
中に発生するガスの全量が事実上、下方に流出するよう
な流速で、該電解液を該空間の上方より下方に向って流
下せしめることを特徴とし、それに用いる装置は上記の
陰極円筒と；上記の陽極と；両極間の空間を満たしてお
り、かつ電解時の発生するガスの全量を事実上、下方に
流出せしめるような流速で流下せしめられる金属電着用
の電解液とから成ることを特徴とする。」に補正する。 ２）明細書８頁９行目に記載の「・・・・・・流出せし
められること」を「・・・・・・流出せしめられ、かつ
、このときの電解液の流速は、少なくとも電解時に発生
するガスが車実上下方から上方へ上昇することなくその
全量が電解液によって下方に流出せしめられるような速
さであること」に補正する。 ３）明細書１０頁１行目〜２行目の間に以下の文章を挿
入する。 「新鮮な電解液が両極間の空間４を高速で流下すること
により、優れた物理的性質と表面状態を備えた電解金属
箔を製造することが可能となり、しかも高電流密度の使
用が可能となるので生産性は向上し、また電解時の発生
したガスは高速で下方に向って空間４から流出除去され
るので高電流密度の使用効果が助長され、また電解液の
液面上方の雰囲気が電解液を含むミストで汚染されると
いう不都合が解消される。」に補正する。 ４）明細書ｌＯ頁４行目に記載の「・・・・・・形式で
も」を「・・・・・・形式であった場合でも、排液口３
の幅、形状および空間４の幅などを適宜に選定すること
により、空間４における電解液をかなり急速に流下せし
めることでき、」に補正する。 ５）明細書ｌＯ頁１２〜１３行目の間に以下の文章を挿
入する。 「このように、電解液を上方から注入し下方から流出せ
しめる場合でも、空間４内を流下する液量が従来のよう
に下方から上方へ溢流せしめる場合と同等の流量である
場合は、上記したような効果は得られず製造された箔の
特性も不充分であり電解液上面の雰囲気のミスト汚染も
解消し得ない。 また、電解液の流下速度が電解時に発生するガスの事実
上全量を電解液とともに排出口から流出せしめない速度
であった場合、発生ガスは上方に流れて電解液の液面か
ら放散してミスト汚染を招来し、しかも電解液自体が気
泡によって見掛は比重が低下して上昇することになる。 このようなことから、電解液の有効な流下速度は、両極
間の空間４を流下する電解液の平均流量を空間４の断面
積で除して得られた平均流速値において、５０ｍｍ／秒
以上であることが好ましく、更には６０　ｒｓｍ／秒以
上、とくに１２０ｍｍ／秒以上であることが好ましい。 このためには、前述したように自重で流下せしめる場合
は電解液の通路、排出口の広さなどを適切な形状にする
ことが必要であるし、また流出筒を設けることが有効で
あり、更にはポンプによる強制的な吸引排出が効果的と
なる。」６）明細書１２頁１３行目に記載の「・・・・
・・であった、」に続けて以下の文章を挿入する。 「このとき、空間４を流下する電解液の平均流速は約２
６０＋ａｍ／秒であった。」 ７）明細書１２頁１６行目に記載の「・・・・・・連続
生産した。」に続けて以下の文章を挿入する。 「電解によって発生したガスは、電解液の上方液面に向
って上昇せず、事実上全量が流下する電解液に引きずら
れて排出口から排出された。」８）明細書１３頁３行目
に記載の「・・・・・・連続生産した。」に続けて以下
の文章を挿入する。 「このとき、空間４を流下する電解液の平均流速は約１
４８０ｍｍ／秒であった。」 ９）明細書１４頁１３〜１４行目に記載の「・・・・・
・上下逆にするのみであるから」を「・・・・・・上下
逆にし、単に、電解液の供給装置を大容量のものとし、
また大容量の電解液を空間４を高速で流下せしめて排出
せしめるために例えば流出筒を設は更にはそれに排液ポ
ンプを付設するなどの創意をこらせば充分であるため」
に補正する。 特許請求の範囲 １、水平に回転する陰極円筒と、その円筒面と相対して
配設された陽極との間の空間に、電解液を満たして電解
を行ない、電解金属箔を製造する該電解液を該空間の上
方より下方に向って流下せしめることを特徴とする電解
金属箔の製造方法。 ２、−　　　　　　　　　へ　　　−゛　　（５０■駿
り１上ｊ特許請求の範囲第１項記載の製造方法。 旦、水平に回転する陰極円筒と、その円筒面と相対して
配設された陽極と、該陰極円筒と該陽極とが形成する空
間を満たして　番、かつ　　　にるガスの　　　　　　
　　に　　せし　る支ユ主ス１１流下せしめられる金属
電着用の電解液とから成ることを特徴とする電解金属箔
の製造装置。 ４、−’（、−’　　　　　５０ｍｍ１：」ヱ上」特許
請求の範囲第１項記載の装置。 塁、排液口には電解液流出筒が下方に伸長して配設され
ている特許請求の範囲第１項記載の装置。 ５、該電解液流出筒には、排液ポンプが付設されている
特許請求の範囲第二項の装置。 手続補正書 昭和６２年１２月２５日

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、水平に回転する陰極円筒と、その円筒面と相対して
   配設された陽極との間の空間に、電解液を満たして電解
   を行ない、電解金属箔を製造する方法において、該電解
   液を該空間の上方より下方に向って流下せしめることを
   特徴とする電解金属箔の製造方法。 ２、水平に回転する陰極円筒と、その円筒面と相対して
   配設された陽極と、該陰極円筒と該陽極とが形成する空
   間を満たして流下せしめられる金属電着用の電解液とか
   ら成ることを特徴とする電解金属箔の製造装置。 ３、排液口には電解液流出筒が下方に伸長して配設され
   ている特許請求の範囲第２項記載の装置。 ４、該電解液流出筒には、排液ポンプが付設されている
   特許請求の範囲第３項記載の装置。