[發明專利]高純度電解銅及其電解提純方法

有效

• 申請號: 201310223871.5
• 申請日: 2013-06-06
• 公開（公告）號: CN103510105A
• 公開（公告）日: 2014-01-15
• 發明（設計）人: 渡邊真美;中矢清隆;加藤直樹
• 申請（專利權）人: 三菱綜合材料株式會社
• 主分類號: C25C1/12
• 分類號: C25C1/12
• 代理公司: 北京德琦知識產權代理有限公司 11018
• 代理人: 康泉;王珍仙

技術領域

本發明涉及一種硫（S）等雜質的含量較少的高純度電解銅及其電解提純（精煉）方法。更詳細而言，本發明涉及一種兼備不脆、不會剝離、而且生產率良好的特性的高純度電解銅及其電解提純（精煉）方法。

本申請主張基于2012年6月14日在日本申請的日本專利申請2012-134722號的優先權，并將其內容援用于本說明書中。

背景技術

以往，銅的電解精煉中，在利用了硫酸銅的電解精煉中，尤其無法降低銀（Ag）和S的含量，很難獲得5N（99.999%）以上的高純度電解銅。因此，進行了利用硝酸銅的電解精煉（例如，專利文獻1）。并且還已知，通過使浴溫度暫時下降并進一步進行第二階段的電解精煉來減少雜質（例如，專利文獻2）。并且還已知，作為添加劑使用不含S的穩定且雜質較少的合成高分子添加劑即聚乙二醇（PEG）或聚乙烯醇（PVA），由此可進一步降低Ag和S的含量（例如，專利文獻3）。

近來，將高純度電解銅作為接合線的用途來使用時，雜質濃度、尤其S含量成為線斷裂的原因。因此強烈要求減少S的量。

然而，存在如下課題，即在利用如所述專利文獻1中公開的硝酸銅的電解精煉時，僅能將S含量減少至0.05ppm左右。并且，進行如所述專利文獻2中公開的兩個階段的電解精煉的方法中，需要將浴溫度暫時設為10℃以下且利用過濾器去除雜質的同時，通過兩個階段電解進行精煉。因此存在設備成本高的課題。

作為如所述專利文獻3中公開的添加劑，在利用不含S的PEG或PVA的方法中，能夠將析出的高純度電解銅中的S含量為0.005ppm以下，且能夠提高質量。

例如當使用PEG1000和PVA500（1000及500表示分子量）時，以及當利用邊長小于30cm的正方形（面積小于900cm²）的小型陰極（SUS板）的情況下不存在問題。但是，若利用邊長為30cm以上的正方形（面積在900cm²以上）的大型陰極（SUS板）進行電解，則會發生陰極上所析出的高純度電解銅變得非常脆的現象。因此，導致將所析出的高純度電解銅從SUS板剝離時破裂，因此過渡到下一個工序即鑄造的高純度電解銅的成品率變差。其結果，存在最終產品即高純度電解銅的生產率大幅下降的課題。

另一方面，若增大添加劑的分子量（PEG的分子量為2000以上），則脆性雖得到改善，但隨著分子量的增加，在電解中的陰極（高純度電解銅）中將產生拉伸應力。并且，若該拉伸應力變大，則導致電解中的陰極（高純度電解銅）從SUS板翹曲剝離。關于這種現象，也是在利用邊長小于30cm的正方形（面積小于900cm²）的小型陰極（SUS板）且電解時間較短的情況下，即使陰極（高純度電解銅）存在翹曲也幾乎不會剝離。因此并無大礙。然而，在進行批量生產時，利用大面積的陰極且盡可能以較高的電流密度進行電解成為必要條件。在這種條件下存在如下課題：在陰極上析出的高純度電解銅容易剝離，在電解中高純度電解銅從陰極板剝離，而導致落到電解槽內。

專利文獻1：日本專利公開平3-4629號公報

專利文獻2：日本再公表專利2006-134724號公報（國際公開WO2006/134724）

專利文獻3：日本專利4518262號

發明內容

本發明所要解決的技術課題，即本發明的目的在于提供一種即使在利用大面積（例如，邊長為100cm的正方形）的陰極板進行高純度電解銅的電解提純時，也能夠滿足以下3個條件的高純度電解銅的電解提純方法及根據該方法獲得的高純度電解銅。

（1）在陰極板上析出的高純度電解銅具有充分的剛性。

（2）電解中，在陰極板上析出的高純度電解銅不會剝離。

（3）能夠通過提高電流密度而進行電解，從而提高生產率。

本發明人等得出如下研究結果：在與下述（a）～（c）條件中的任意一個一同滿足下述（d）的電解條件而進行高純度電解銅的電解提純（精煉）時，即使利用大面積（例如，邊長為100cm的正方形）的陰極，也能夠獲得（1）不脆、（2）不會剝離的高純度電解銅。

（a）當PEG的分子量為1000時，電流密度：1.2～2.2A/dm²。

（b）當PEG的分子量為1500時，電流密度：0.8～1.7A/dm²。

（c）當PEG的分子量為2000時，電流密度：0.4～1.2A/dm²。