(57)【要約】【課題】表面積Ｓと体積Ｖとの比Ｓ／Ｖが大きく、硫酸液等からなるめっき液中に銅イオンを効率的に供給することができ、かつ、銅粉の発生を抑制して効率良くめっきを行うことが可能なめっき用銅材及びこのめっき用銅材の製造方法、並びに、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。【解決手段】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１０であって、銅線が螺旋状に巻かれたコイル体とされていることを特徴とする。ここで、前記銅線の外径が、１．５ｍｍ以上５ｍｍ以下とされ、前記銅線の引張強度が、３５０ＭＰａ以上とされていることが好ましい。【選択図】図１
2010216003.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
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、
銅線が螺旋状に巻かれたコイル体とされていることを特徴とするめっき用銅材。
【請求項２】
前記銅線の外径が、１．５ｍｍ以上５ｍｍ以下とされていることを特徴とする請求項１に記載のめっき用銅材。
【請求項３】
前記銅線の引張強度が、３５０ＭＰａ以上とされていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のめっき用銅材。
【請求項４】
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製造するめっき用銅材の製造方法であって、
銅線を供給する銅線供給工程と、供給された前記銅線をコイル状に巻くコイル成形工程と、所定長さのコイル体を成形した後に前記銅線を切断する切断工程と、を備えていることを特徴とするめっき用銅材の製造方法。
【請求項５】
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。
【請求項６】
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、
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。
【請求項７】
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、
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、化学反応によって溶解して、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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
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めっき用銅材の製造方法、並びに、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。
【背景技術】
【０００２】
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。すなわち、めっき用銅材を電解にて溶解しているのである。
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。ここで、銅を硫酸液等に溶解する場合、電解を利用する方法や化学反応を利用する方法が挙げられる。
【０００３】
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。
【０００４】
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。
【０００５】
ところで、めっき用銅材を電解法によって溶解する場合には、めっき用銅材の表面に酸化銅を主成分とするブラックフィルムが形成される。均一に薄く形成されたブラックフィルムは、下記の不均化反応を抑制し不動態化を防ぎ、良好な溶解を助ける作用があることが知られている。
２Ｃｕ＋  →  Ｃｕ２＋  ＋  Ｃｕ（微粉）
しかしながら、めっき液の流れが弱く、電解により発生した２価銅イオンがめっき用銅材の表面近傍に滞留し、表面近傍の２価銅イオンの濃度が高くなると、１価銅イオンが生成し易くなり、不均化反応が進み銅の微粉が多量に生成する。多量の銅の微粉はブラックフィルムに取り込まれブラックフィルムが厚く成長し、めっき用銅材の表面から脱落し、黒いヘドロ状のアノードスライムが発生することになる。このような厚く成長したブラックフィルムやアノードスライムは、めっき用銅材の溶解を阻害するとともに、めっき品質に悪影響を及ぼすことになる。そこで、特許文献５には、めっき用銅材を振動させたり、めっき液を噴射したり、超音波を作用させたりして、めっき用銅材の表面に生成したブラックフィルムやアノードスライムを除去することが提案されている。また、特許文献６には、バブリングによって、めっき用銅材の表面に生成したブラックフィルムやアノードスライムを除去することが提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０００−０５４１９９号公報
【特許文献２】特開２００３−３２８１９８号公報
【特許文献３】特開２００６−２９７４７９号公報
【特許文献４】特開２００６−２２５７４６号公報
【特許文献５】特開２００８−０８１７７７号公報
【特許文献６】特開平０９−２４１８９４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
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。
【０００８】
ここで、めっき用銅材を電解法によって溶解する場合には、前述のように、銅粉が多量に発生し、ブラックフィルムが厚く成長しアノードスライムが生成することになるため、特許文献５、６に示すようなブラックフィルム及びアノードスライムを除去するための機構を設ける必要がある。このため、めっき作業が煩雑となり、めっきを効率良く行うことができないといった問題があった。
【０００９】
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が大きく、硫酸液等からなるめっき液中に銅イオンを効率的に供給することができ、かつ、銅粉の発生を抑制して効率良くめっきを行うことが可能なめっき用銅材及びこのめっき用銅材の製造方法、並びに、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。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
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、銅線が螺旋状に巻かれたコイル体とされていることを特徴としている。
この構成のめっき用銅材においては、銅線が螺旋状に巻かれたコイル体とされているので、銅線の外周面がコイル体の外周側及び内周側に露出されることになり、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。また、コイル体の内周面でめっき液と接触することから、複数のめっき用銅材が重なり合ったとしても、コイル体の内周面から銅が溶解されることになり、めっき液中への銅イオンの供給をさらに効率よく行うことができる。
【００１１】
ここで、コイル体を構成する前記銅線の外径が、１．５ｍｍ以上５ｍｍ以下と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、銅線の外径が１．５ｍｍ以上とされているので、銅線の剛性が確保され、複数のめっき用銅材が重なり合った場合であっても、めっき用銅材が潰れるように変形せず、めっき用銅材の内周側で硫酸液等のめっき液と接触させて溶解することが可能となる。また、銅線の外径が５ｍｍ以下とされているので、表面積Ｓと体積Ｖとの比Ｓ／Ｖを大きくすることができ、効率的にめっき用銅材を溶解することができる。
【００１２】
さらに、前記銅線の引張強度が、３５０ＭＰａ以上と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、銅線の引張強度が３５０ＭＰａ以上とされているので、銅線の剛性が確保され、複数のめっき用銅材が重なり合った場合であっても、めっき用銅材が潰れるように変形せず、めっき用銅材の内周側で硫酸液等のめっき液と接触させて溶解することが可能となる。なお、この作用効果を確実に奏功せしめるためには、前記銅線の引張強度が４００ＭＰａ以上とされていることがさらに好ましい。
【００１３】
本発明に係るめっき用銅材の製造方法は、前述のめっき用銅材を製造するめっき用銅材の製造方法であって、銅線を供給する銅線供給工程と、供給された前記銅線をコイル状に巻くコイル成形工程と、所定長さのコイル体を成形した後に前記銅線を切断する切断工程と、を備えていることを特徴としている。
この構成のめっき用銅材の製造方法によれば、銅線が螺旋状に巻かれたコイル体とされためっき用銅材を連続的に製造することが可能となる。
【００１４】
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。
【００１５】
また、前述のめっき用銅材を溶解性陽極として使用し、めっき用銅材を電解法によって溶解していることから、めっき用銅材の表面にブラックフィルムが厚く成長し、アノードスライムが生成しやすくなる。ここで、本発明では、めっき用銅材が、銅線が螺旋状に巻かれたコイル体とされているので、めっき液がコイル体の内周側を通過することでめっき液の流速が確保され、めっき用銅材の周囲において２価銅イオンの濃度が必要以上に高くなることがなく、銅粉の発生が抑えられ、ブラックフィルムの成長、アノードスライムの生成が抑制される。よって、ブラックフィルム等を除去する機構を設ける必要が無く、めっき作業を効率的に行うことができる。
【００１６】
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。
【００１７】
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、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、化学反応によって溶解して、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、化学反応を利用してめっき用銅材を溶解していることから、ブラックフィルム及びアノードスライムは発生せず、めっき用銅材を良好に溶解することが可能となる。また、前述のように、めっき用銅材の表面積Ｓと体積Ｖとの比Ｓ／Ｖが従来のめっき用銅ボールよりも大きいため、反応面積が確保され、溶解速度の向上を図ることができる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、表面積Ｓと体積Ｖとの比Ｓ／Ｖが大きく、硫酸液等からなるめっき液中に銅イオンを効率的に供給することができ、かつ、銅粉の発生を抑制して効率良くめっきを行うことが可能なめっき用銅材及びこのめっき用銅材の製造方法、並びに、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。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の実施形態であるめっき用銅材の側面図である。
【図２】本発明の実施形態であるめっき用銅材の正面図である。
【図３】本発明の実施形態であるめっき用銅材の製造方法のフロー図である。
【図４】本発明の実施形態であるめっき用銅材を用いた銅めっき材の製造方法を示す説明図である。
【図５】本発明の実施形態であるめっき用銅材を用いた他の銅めっき材の製造方法を示す説明図である。
【図６】本発明の実施形態であるめっき用銅材を用いた他の銅めっき材の製造方法を示す説明図である。
【図７】本発明の他の実施形態であるめっき用銅材の側面図である。
【図８】本発明の他の実施形態であるめっき用銅材の側面図である。
【図９】本発明の他の実施形態であるめっき用銅材の側面図である。
【図１０】本発明の他の実施形態であるめっき用銅材の側面図である。
【図１１】実施例２の試験装置の説明図である。
【図１２】実施例３の試験装置の説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下に、本発明の実施形態に係るめっき用銅材及びめっき用銅材の製造方法、並びに、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。
【００２１】
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、図１及び図２に示すように、銅線が螺旋状に巻かれたコイル体とされており、本実施形態では外形が円筒状をなしている。
【００２２】
ここで、めっき用銅材１０を形成する銅線の直径ｒは、１．５ｍｍ≦ｒ≦５ｍｍの範囲内に設定されており、本実施形態では２．６ｍｍ≦ｒ≦３．２ｍｍとされている。
また、銅線は、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、銅線の引張強度ＴＳがＴＳ≧３５０ＭＰａとされている。
【００２３】
また、めっき用銅材１０（コイル体）がなす円筒の外径Ｒｏは、４．５ｍｍ≦Ｒｏ≦２０ｍｍの範囲内に設定され、内径Ｒｉは、１．５ｍｍ≦Ｒｉ≦１６ｍｍの範囲内に設定されている。
さらに、めっき用銅材１０（コイル体）の長さＬは、５ｍｍ≦Ｌ≦５０ｍｍの範囲内に設定されている。また、巻かれた銅線のピッチＰは、銅線の直径ｒに対して、ｒ＋０．１ｍｍ≦Ｐ≦３×ｒｍｍの範囲内に設定され、具体的には、１．６ｍｍ≦Ｐ≦１５ｍｍの範囲内に設定されている。
【００２４】
以下に、本実施形態であるめっき用銅材の製造方法について、図３のフロー図を用いて説明する。
まず、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からなり、直径ｒが１．５ｍｍ≦ｒ≦５ｍｍの範囲内とされた銅線を製出する（銅線製出工程Ｓ１）。このような銅線を効率的に製出するには、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銅荒引線を製造する。さらに、冷間伸線工程によって硬銅線に加工する。このとき、銅線の引張強度ＴＳがＴＳ≧３５０ＭＰａとなるように、さらに好ましくはＴＳ≧４００ＭＰａとなるように、圧延条件、熱処理条件、冷間伸線工程条件等が設定される。
【００２５】
次に、直径ｒが１．５ｍｍ≦ｒ≦５ｍｍの範囲内とされた硬銅線を、コイル成形機に供給する（銅線供給工程Ｓ２）。
コイル成形機においては、銅線を送りながら順次曲げ加工を施してコイル体を成形する（コイル成形工程Ｓ３）。
そして、所定長さの銅線を加工した時点で銅線を切断する（切断工程Ｓ４）。
このようにして、本実施形態であるめっき用銅材１０が製出される。
【００２６】
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。
【００２７】
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。
【００２８】
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。
【００２９】
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。
【００３０】
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。
【００３１】
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。
【００３２】
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、銅線が螺旋状に巻かれたコイル体とされているので、銅線の外周面がコイル体の外周側及び内周側に露出されることになり、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２中に銅が溶解しやすく、めっき液２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の内周面でめっき液２と接触することから、複数のめっき用銅材１０をバスケット２３、４３に装入したとしても、円筒状をなすめっき用銅材１０の内周面から銅が溶解されるので、めっき液２中への銅イオンの供給をさらに効率よく行うことができる。
【００３３】
また、本実施形態では、銅線の外径ｒが、１．５ｍｍ≦ｒ≦５ｍｍの範囲内に設定されており、さらに具体的には、２．６ｍｍ≦ｒ≦３．２ｍｍの範囲内に設定されているので、銅線の剛性が確保され、複数のめっき用銅材１０が重なり合った場合であっても、めっき用銅材１０が潰れるように変形せず、めっき用銅材１０の内周側でめっき液２と接触させて溶解することができる。また、表面積Ｓと体積Ｖとの比Ｓ／Ｖを大きくすることができ、効率的にめっき用銅材１０を溶解することができる。
また、外径ｒが２．６ｍｍ≦ｒ≦３．２ｍｍの範囲内に設定された銅線は、前述したよう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及び冷間伸線工程によって良好に製出することが可能なため、本実施形態であるめっき用銅材１０を効率良く製出することができる。
【００３４】
しかも、銅線の引張強度ＴＳが、ＴＳ≧３５０ＭＰａ、さらに好ましくはＴＳ≧４００ＭＰａとされているので、銅線の剛性が確保され、複数のめっき用銅材１０が重なり合った場合であっても、めっき用銅材１０が潰れるように変形せず、めっき用銅材１０の内周側でめっき液２と接触させて溶解することが可能となる。また、比較的容易に、銅線を螺旋状に巻いてコイル体に成形することができる。
【００３５】
さらに、本実施形態においては、巻かれた銅線のピッチＰは、銅線の直径ｒに対して、ｒ＋０．１ｍｍ≦Ｐ≦３×ｒｍｍの範囲内に設定され、具体的には、１．６ｍｍ≦Ｐ≦１５ｍｍの範囲内に設定されているので、隣接する銅線同士の隙間から硫酸液等のめっき液２がめっき用銅材１０の内周側に導入され、めっき用銅材１０の溶解が促進される。また、他のめっき用銅材１０の銅線が、前記隙間に挟まることがなく、めっき用銅材１０同士が絡み合わず、めっき用銅材１０の溶解を促進することができる。
【００３６】
また、本実施形態であるめっき用銅材１０の製造方法によれば、銅線を連続的にコイル成形機に導入して、コイル体からなるめっき用銅材１０を成形するので、本実施形態であるめっき用銅材１０を効率良く製出することができる。さらに、本実施形態では、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する連続鋳造圧延手段を用いているので、高品位な銅線を低コストで効率良く製出することができ、本実施形態であるめっき用銅材１０をさらに効率良く製出することができる。
【００３７】
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。
【００３８】
また、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、電解法によってめっき用銅材１０を溶解していることから、めっき用銅材１０の表面にブラックフィルムが厚く成長しアノードスライムが発生しやすくなる。ここで、本実施形態では、めっき用銅材１０が、銅線が螺旋状に巻かれたコイル体とされているので、めっき液２がめっき用銅材１０の内周側を通過することができ、めっき液２の流速が確保されることになる。これにより、めっき用銅材１０の周囲において２価銅イオンの濃度が必要以上に高くなることがなく、銅粉の発生が抑えられ、ブラックフィルムの成長、アノードスライムの生成が抑制される。
【００３９】
次に、図６に、本実施形態であるめっき用銅材１０を、化学反応によって溶解し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９０は、硫酸液等からなるめっき液２が貯留されるめっき槽９１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９３と、めっき液２に銅イオンを供給する銅イオン供給装置９６と、この銅イオン供給装置９６とめっき槽９１とを連絡する連絡路９４と、めっき液２を循環させるポンプ９５を備えている。
銅イオン供給装置９６は、めっき液２が貯留されるイオン発生槽９７と、このイオン発生槽９７内のめっき液２に浸漬されるバスケット９８と、を備えている。
【００４０】
銅イオン供給装置９６においては、バスケット９８内に本実施形態であるめっき用銅材１０が収容され、めっき液２に浸漬される。すると、めっき用銅材１０は、以下の化学反応によりめっき液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。
Ｃｕ  ＋  ２Ｆｅ３＋  →  Ｃｕ２＋  ＋  ２Ｆｅ２＋
イオン供給槽９７において銅イオンが供給されためっき液２は、連絡路９４を通じてめっき槽９１に供給される。このめっき槽９１においては、不溶性陽極９３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が形成されることになる。
【００４１】
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を用いた銅めっき材の製造方法によれば、めっき用銅材１０が、銅線が螺旋状に巻かれたコイル体とされているので、銅線の外周面がコイル体の外周側及び内周側に露出されることになり、表面積Ｓと体積Ｖとの比Ｓ／Ｖが大きくなる。ここで、本実施形態では、鉄イオンの酸化還元反応を利用してめっき用銅材１０を溶解しているので、溶解速度は化学反応が起る面積に大きく依存することになる。よって、表面積Ｓと体積Ｖとの比Ｓ／Ｖが大きくなることで、溶解速度が大幅に向上させることが可能となる。さらに、めっき用銅材１０が、銅線が螺旋状に巻かれたコイル体とされていることから、めっき用銅材１０表面におけるめっき液２の流れが円滑となり、銅及び鉄イオンの供給が迅速に行われ、銅の溶解速度がさらに向上することになる。これは、銅の溶解反応は、銅及び鉄イオンの供給速度に支配される拡散律速反応であるからである。
【００４２】
以上、本発明の実施形態であるめっき用銅材及びめっき用銅材の製造方法、並びに、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、めっき用銅材を、低酸素銅又は無酸素銅からなる銅線をコイル成形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線をコイル成形してもよい。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。
【００４３】
特に、電解によってめっき用銅材を溶解する場合には、前述のように、リンを含むリン含有銅合金からなるめっき用銅材を用いることが好ましい。この場合、めっき用銅材の表面に、ブラックフィルムが均一に薄く形成されることになり、このブラックフィルムによって不均化反応が抑制されて不動態化が防止され、めっき用銅材を良好に溶解させることが可能となる。
一方、化学反応によってめっき用銅材を溶解する場合には、ブラックフィルムを利用する必要がないため、無酸素銅等からなるめっき用銅材を用いることが好ましい。
【００４４】
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。
【００４５】
また、外形が円筒状をなすものとして説明したが、これに限定されることはなく、例えば、図７に示すように円錐状をなしていてもよいし、図８に示すように中央の径が小さくされたもの、あるいは、図９に示すように中央の径が大きくされたものであってもよい。また、図１０に示すように、巻きのピッチＰが変化したものであってもよい。
【００４６】
さらに、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。
また、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線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線を製出してもよい。
さらに、図５に示す銅イオン供給装置４０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。
【００４７】
また、図６に示す銅イオン供給装置９６では、鉄イオンの酸化還元反応を利用してめっき用銅材１０を溶解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、空気もしくは酸素ガスをめっき液中に供給し、銅を酸素で酸化・溶解させる方法等で銅イオンを生成してもよい。
さらに、バスケット９８内にめっき用銅材１０を収容して、イオン発生槽９７内のめっき液２に浸漬させる構成として説明したが、これに限定されることはなく、めっき用銅材１０を直接イオン発生槽９７のめっき液２中に浸漬させてもよい。
【実施例】
【００４８】
（実施例１）
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を算出した結果を表１に示す。
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２．６ｍｍの銅線を、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、コイル状に巻いたものとした。
【００４９】
【表１】
2010216003.tif 000003
【００５０】
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２．８５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。
【００５１】
（実施例２）
次に、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を、化学反応によって溶解した場合の溶解速度について比較評価した。
図１１に示すように、イオン発生槽１９７には、Ｔｉバスケット１９８が浸漬されており、このＴｉバスケット１９８内に、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を収容する構成とした。このイオン発生槽１９７と連絡路１９４によって接続されためっき槽１９１には、カソード板１０６と、酸化イリジウム等からなる不溶性陽極１９３とを浸漬した。
【００５２】
ここで、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。また、本発明例として、直径２．６ｍｍの銅線を、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、コイル状に巻いたものとした。これらのめっき用銅材を、それぞれ３０個、Ｔｉバスケット１９８に収容した。
【００５３】
また、めっき液１０２は、以下の組成のものを使用し、めっき液量を３０Ｌ、めっき液温度を２１〜２５℃とした。
ＣｕＳＯ４・５Ｈ２Ｏ  ：１４０  ｇ／Ｌ
ＦｅＳＯ４・７Ｈ２Ｏ  ：  ２０  ｇ／Ｌ
Ｈ２ＳＯ４            ：１００  ｇ／Ｌ
Ｃｌ−               ：  ５０  ｐｐｍ
【００５４】
試験開始前のめっき液中のＦｅ３＋初期濃度を０．００３ｍｏｌ／Ｌ（ＯＲＰ計１９９によって測定した酸化還元電位より算出）に調整後、１０Ａ×１７時間の電解を行い、電解前後のめっき用銅材の重量変化を測定した。
その結果、従来例では、重量減少量が１０．７ｇであったのに対して、本発明例では、重量減少量が３５．７ｇであった。このように、本発明例では、従来例に比べて３．３４倍溶解していることが確認された。
【００５５】
ここで、実施例１に記載されているように、本発明例においては、表面積Ｓと体積Ｖとの比Ｓ／Ｖが従来例の約２．８５倍とされているが、溶解量は３．３４倍となっている。これは、表面積が増加した効果に加えて、めっき液の流れが促進されたことによって、銅及び鉄イオンの供給が円滑に行われたためであると推測される。
このように、本発明のめっき用銅材は、化学反応を利用してめっき用銅材を溶解する場合において、特に有効である。
【００５６】
（実施例３）
次に、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を、電解によって溶解した場合のアノードスライムの発生量について比較評価した。
図１２に示すように、めっき用銅材を収容したＴｉバスケット１２３とカソード板１０６とをめっき液１０２に浸漬し、通電を行うことによってめっき用銅材１２３を溶解した。そして、電流を２．５Ａとし、１週間電解を行った後のスライム量を測定した。
ここで、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。また、本発明例として、直径２．６ｍｍの銅線を、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、コイル状に巻いたものとした。これらのめっき用銅材を、それぞれ３０個、Ｔｉバスケット１２３に収容した。
【００５７】
また、めっき液は、以下の組成のものを使用し、めっき液量を５Ｌ、めっき液温度を２１〜２５℃とした。
ＣｕＳＯ４・５Ｈ２Ｏ                  ：  ７５  ｇ／Ｌ
Ｈ２ＳＯ４                            ：１８０  ｇ／Ｌ
Ｃｌ−                               ：  ５０  ｐｐｍ
ジスルフィド化合物を含む添加剤      ：１．５  ｍＬ／Ｌ
ポリエチレングリコールを含む添加剤  ：  １５  ｍＬ／Ｌ
【００５８】
１週間電解を行った後のアノードスライム量は、従来例では２．５３ｇであったのに対して、本発明例では１．０８ｇであった。このように、めっき用銅材を電解法によって溶解する場合であっても、本発明のコイル状のめっき用銅材を用いることによって、アノードスライムの発生量を抑制することが可能であることが確認された。
【符号の説明】
【００５９】
２  めっき液
６  被めっき材
１０、５０、６０、７０、８０  めっき用銅材
２０、３０、９０  めっき装置
２１、３１、９１  めっき槽
２３、４３  バスケット
３３  不溶解性陽極
４０、９０  銅イオン供給装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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