JPH0436494A - 電解銅箔の製造装置 - 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、電解銅箔の製造装置に関するものであり、特
には製造される電解銅箔の厚みが均一となるよう箔厚み
均一化用分割陽極を配設しそして箔厚み均一化用分割陽
極の設定位置を個別に制御する手段を設けたことを特徴
とする電解銅箔の製造装置に関する。本発明により、巾
方向及び長手方向に厚みの均一な高品質電解銅箔が得ら
れる。

（従来技術） 電解銅箔は、不溶性金属製の陽極（アノード）と表面を
鏡面研磨された金属製陰極（カソード）胴（ドラム）と
の間に電解液を流しそして陽極及び陰極胴間に電位を与
えることにより、陰極胴表面に銅を１１着させそして所
定厚となった電着物を陰極胴から剥離することにより製
造される。得られる銅箔は主筋と呼ばれ、爾後に様々の
表面処理を施して製品とされる。

電解銅箔製造設備においては、陽極は成る一定期間の運
転を終ると、特に陽極の減耗により陽極及び陰極間の間
隔にムラが生じ、使用に耐えない状態となる。特に巾方
向の厚みのバラツキが生じる。第８図は、従来からの電
解銅箔製造における陰極胴と陽極との配置関係を示す説
明図である。

電解液を収蔵する電解槽（図示なし）において、陰極胴
１は電解液に部分的に浸漬された状態で回転しつるよう
設置される（ここでは時計方向）。

陰極胴１の浸漬された、おおよそ下半部分を覆って且つ
回転胴表面から一定間隔をおいて例えば２枚の陽極３が
配設される。電解槽内で２枚の陽極３の間の６時（短針
の位置、以下同じ）の位置から電解液が供給されそして
電解液は陰極胴と陽極との間の間隙を通して流れて陽極
上縁から濡出して循環される。整流器５が陰極胴と陽極
との間に所定の電圧を維持している。

陰極胴１が回転するにつれ、電解液から電着する銅は厚
みを増し、おおよそ１２時の位置において所定の厚さと
なった主筋が適宜の剥離手段により剥離されて巻き取ら
れる。

陽極は、使用中局所的に減耗する。そのため、陰極胴と
陽極との間隔が変動し、第８図に示すように生成する主
筋は巾方向に厚みの変動を生じるようになる。

電解銅箔においては、その一つの重要な品質要件として
巾方向の厚みの均一化が挙げられる。

電解銅箔の巾方向の厚みの均一化を達成するために、従
来広のような対策がとられてきた。

（１）アノードミリング：電解銅箔製造設備においては
、陽極は成る一定期間の運転を終ると、減耗により陽極
及び陰極間にムラが生じ、使用に耐えない状態となる。

使用に耐えない状態とは、電解電圧が異常に上昇した状
態或いは製造された銅箔の厚みのバラツキが激しい状態
を云う。この状態を回避するために、一定期間使用され
たアノードは特殊な切削機械で表面を円筒加工する。

（２）アノード部分削りニアノードミリング後製造され
た銅箔の巾方向の厚みのバラツキを測定し、そのデータ
に応じて陽極の表面を部分的に削り取り、銅箔の厚みを
修正する。

（発明が解決しようとする課題） 以上２つの従来からの対策は、操業中の修正が出来ない
こと、陽極以外の不確定な原因による巾方向の厚みのバ
ラツキ、例えば陰極胴起因の厚みのバラツキ、電解液の
流れの変化やムラによる厚みのバラツキに対応出来ない
こと、アノード部分削りが時間のかかる面倒な作業であ
り、所期の効果をあげることが必ずしも容易ではないこ
と等の短所を有する。

本発明の課題は、操業中の厚み修正、特に巾方向の厚み
修正を可能とし、陽極以外の不確定な原因による厚みの
修正をも可能とする新たな電解銅箔製造装置を開発する
ことである。

（課題を解決するための手段） 本発明者等は、陽極の少なくとも一部を巾方向に分割さ
れた複数個の箔厚み均一化用陽極として構成し、電解銅
箔の巾方向厚みが均一となるよう厚み均一化用分割陽極
を個別に制御することを想到した。制御装置としては、
箔厚み均一化用分割陽極の設定位置を個別に制御するの
が良いことが判明した。

この知見に基づいて、本発明は、回転自在の陰極胴と、
該陰極胴に対面する少な（とも１枚の陽極とを具備し、
該陰極胴と陽極との間に電解液を流し、該陰極胴表面に
銅を電着させそして電着した銅箔を該陰極胴から剥離す
る電解銅箔の製造装置において、前記陽極の少なくとも
一部を巾方向に分割された複数個の箔厚み均一化用陽極
として構成し、そして該箔厚み均一化用分割陽極の設定
位置を個別に制御する手段を設けたことを特徴とする電
解銅箔の製造装置を提供する。

（実施例の説明） 本発明に従えば、第８図において既に説明した陽極の、
少なくとも一部、好ましくは少なくとも銅箔取り出し側
の１枚或いはその一部が巾方向に分割された複数個の箔
厚み均一化用分割陽極として構成される。もちろん、既
存の陽極に追加して分割陽極を補助陽極として設置する
ことも出来る。

第１及び２図には、２枚の陽極のうちの銅箔弓出し側の
陽極の一部を箔厚み均一化用分割陽極として構成した例
を示す。

第３図は、銅箔引出し側のみならず、電着開始側の陽極
の一部をも箔厚み均一化用分割陽極として構成した例を
示す。電着開始時と電着終了時の両方で制御を行なう。

第４図には、２枚の陽極のうち銅箔取り出し側の１枚が
、その全長にわたって分割された箔厚み均一化用分割陽
極として構成された例を示す。

分割数は、多い程きめ細かな制御が出来るが、それだけ
作製及びメンテナンスが大変であり、製造すべき銅箔の
巾並びに電解銅箔製造設備の状況に応じて１０〜４０個
、通常２０〜３０個前後に分割される。

更には、電解銅箔製造設備によっては、その傾向として
、例えば銅箔の中央部が特に薄（なったり、或いは逆に
少なくとも一端部が特に薄くなる等の厚みの変動が大き
くなることがある。そうした場合に対処して、陽極の、
好ましくは少なくとも銅箔取り出し側の１枚或いはその
一部を、中央部においであるいは少なくとも片側端部に
おいて、より綿密な厚さ制御を行ないつるよう中央部或
いは側端部を密にそして側端部或いは中央部を疎にして
巾方向に分割した複数個の箔厚み均一化用分割陽極とし
て構成することも便法である。

第５図は、銅箔取り出し側の１枚の中央部のみを箔厚み
均一化用分割陽極として構成した例を示しそして第６図
はその両側端部のみを箔厚み均一化用分割陽極として構
成した例を示す。第５及び６図において、分割陽極は陽
極の一部でもよく、また第６図においていずれか片方で
も良いことは云うまでもない。いずれを採用するかは、
特定の銅箔製造設備の状況に応じて選択される。

第１及び２図の例をもって、本発明装置の電解銅箔製造
の操業態様を説明する。

硫酸銅の硫酸溶液のような電解液を収蔵する電解槽（図
示なし）において、例えばステンレス鋼或いはチタン製
の、回転円筒体である陰極胴１は電解液に部分的に浸漬
され、ここでは時計方向に回転しうるよう支持装置によ
って設置される。陰極胴ｌの浸漬された、おおよそ下半
部分を覆って且つ陰極胴表面から一定間隔をおいて例え
ば２枚の円弧状の不溶性陽極３が配設される。陽極は、
鉛、鉛とアンチモン、銀、インジウム等との鉛合金等か
ら作製される。別様には、陽極は、ＤＳＥ或いはＤ　Ｓ
　Ａ　（Ｄｉｍｅｎｓｉｏｎ　５ｔａｂｌｅ　Ｅｌｅｃ
ｔｒｏｄｅ　。

Ａｎｏｄｅ　）と呼ばれる、チタンに代表されるバルブ
金属上に主として白金族金属或いはその酸化物を被覆し
た構造のものとなしつる。陽極は、図示のように陰極胴
のおおよそ下１／４部分に沿って配設される２枚の陽極
シートから構成するのが好ましいが、場合によっては１
枚、３枚或いは４枚といった、もっと多くの陽極シート
から構成することも出来る。陽極を陰極胴に対して若干
位置調整することは可能である。

本実施例に従えば、こうした陽極の銅箔取り圧し側の１
枚の一部が前述したような箔厚み均一化用分割陽極４と
して構成されるのである。適宜数の分割陽極４°、４”
、４″″、・・・・が形成される。

陰極胴と陽極との間隔は通常２〜１ｏａｎｓの範囲で一
定位置に維持される。間隔が狭い程、電気量が少なくて
すむが、膜厚及び品質の管理が難しくなる。

陰極胴と陽極との間隔は電解液の流通路を形成する。陽
極３と４の間の６時の位置から電解液が槽内の適宜のポ
ンプ（図示なし）を通して供給されそして電解液は陰極
胴と陽極との間の間隙を通して両側に流れて各陽極上縁
から温圧して循環される。

整流器５が陰極胴と陽極との間に所定の電圧を維持して
いる。

陰極胴１が回転するにつれ、電解液からの銅の電着は、
はぼ３時の位置から始まり、次第に厚みを増し、はぼ９
時の位置において電着を終えて所定の厚さとなり、おお
よそ１２時の位置において所定の厚さとなった主筒が適
宜の剥離手段により剥離されて巻き取られる。陽極は、
特に鉛系の陽極は使用中局所的に減耗する。そのため、
陰極胴と陽極との間隔が変動する。そのほか、陰極胴に
起因する厚みのバラツキが生じうるし、また電解液の流
れの一定の偏向や流れむらが生じつる。これらがあいま
って、第８図で示したような主筒に厚さの局所的変動が
生ずる傾向がある。

本発明に従えば、主筒の巾方向の厚さが剥離後検知され
そして厚みのバラツキが許容以上となると、その巾方向
特定部位に相当する特定の分割陽極４の設定位置がバラ
ツキを解消する方向に個別制御される。

銅箔の巾方向の各位置での厚さの測定は、適宜のサンプ
リングによって単位面積当たりの重量を測定することに
より簡易に行ないうるし、静電容量検知型のような厚さ
測定装置を巻き取り行路に配設して厚さを監視し、フィ
ードバック装置を用いて子整流器７と連動せしめること
も出来る。

各分割陽極間には好ましくは、絶縁シールが設けられる
。絶縁材としては、ＰＶＣ板、常温加硫ゴム（ＲＴＶ：
商品名）等が使用出来る。この外にも、例えば、絶縁性
接着剤で隣り合う分割陽極を接合することにより或いは
絶縁膜を挟んで分割陽極を一体化することによりもたら
される。

本発明に従えば、箔厚み均一化用分割陽極の個々の制御
はそれぞれの設定位置を制御することによって実施され
る。電解液中で陽極３を支持する支持装置とは別個に、
分割陽極４を個別に支持しそして個々の分割陽極を陰極
層に近付は或いはそこから引離すための手段が設置され
る。

第７ａ図は、第２図に対応する分割陽極４の個々の陽極
４°、４”、４″″・・・にとつつけられた支持棒８°
、８”、８″′・・・を示す。支持棒８が螺子機構、ピ
ストン−シリンダ機構等の適宜の位置調節機構により前
後に移動される。

その具体例の一つが第７ｂ図に示しである。個々の分割
陽極４に螺子ブロック１０が固着され、ブロック１０に
は端子棒１２が螺入している。端子棒１２は、２つの関
節継手１４及び１６を介して連結棒１８に連結され、連
結棒１８は適宜のモータにより回転せしめられる。２つ
の関節継手の使用により連結棒を電解槽の電解液上の適
宜の位置に設定することが出来る。モータの回転により
端子棒１２が回転し、ブロック１０を前後に移動するこ
とが出来る。ブロック１０を前後動可能なシリンダーピ
ストンに連結してもよいことはもちろんである。

第４図のような比較的重量のある全長分割片を支持する
場合には、個々の分割片を支持するブロックを電解槽底
部に設置した適宜の昇降装置により昇降する方が好まし
いこともある。

巾方向の厚さのバラツキが許容以上になると、その方向
特定部位に相当する特定の分割陽極４の支持棒８が位置
調節機構により変位される。分割陽極が陰極層に近付く
程電流密度は高まり、電着銅の厚みは増大する。逆に分
割陽極を陰極層から引き離す程、電流密度は減少して電
着銅厚みは減少する。

こうして本発明に従えば、箔厚み均一化用分割陽極を利
用して、その設定位置を個別に制御することにより製造
される電解銅箔の厚みを均一化することができる。

次に、本発明装置の使用例を示す。

（実施例１） 直径２．０ｍ及び巾１．３ｍの陰極層と図示したように
陰極層のほぼ下半部分に沿って配設された巾１．３ｍの
、２枚の陽極を使用して硫酸銅溶液を用いて厚さ３５μ
ｍの銅箔の製造を行なった。本発明に従う陽極構成とし
ては、第１及び２図に示した構成を使用し、２０個の分
割陽極から構成した。剥離した銅箔の単位面積あたりの
重量を測定して個々の陽極を２〜５０ｍｍの範囲で調節
した。

この結果、本発明装置によって巾方向の厚さの変動は小
さ（なり、従来の約３％の変動から０．５％以下の変動
へと低減することができた。

（実施例２） 本発明に従う陽極構成としては、第８図に示した銅箔の
引出し側の既存の陽極上に２０個の分割陽極を配設する
ことにより構成し、実施例１と同様に厚さ３５μｍの銅
箔を製造した。得られた銅箔の巾方向の厚さの変動は、
０．５％以下であった。

（発明の効果） １、従来、理想的な箔厚を得るまでには、数回の陽極修
正（部分削り）を必要とした。修正と修正との間は、約
１〜２週間の操業期間があるので、修正が完了するまで
に３〜４週間を要していたものが、本発明により操業中
でも厚さ調整が可能となり、箔厚良好な銅箔の製造が可
能となった。

２、従来陽極交換の都度行なっていた陽極部分削りが排
除若しくは著しく低減しつるので、設備のメンテナンス
に伴う様々の負担が軽減される。

３、更に、本発明装置は、従来不可能であった長さ方向
の厚のバラツキの修正をも可能とする。長さ方向の厚み
のバラツキは陰極胴の構造に起因するものであるが、周
期性があり、本発明により電流条件を制御することによ
り修正可能となった。

【図面の簡単な説明】

第１図は、２枚の陽極の内の銅箔引出し側の陽極の一部
を箔厚み均一化用分割陽極として構成した実施例の、陰
極胴と陽極との配置関係を示す概略斜視図である。 第２図は、第１図の陽極の斜視図である。 第３図は、銅箔引出し側のみならず、電着開始側の陽極
の一部をも箔厚み均一化用分割陽極として構成した例を
示す。 第４図は、２枚の陽極のうち銅箔取り出し側の１枚の全
長を分割した構成例を示す。 第５図は、銅箔取り出し側の１枚の中央部のみを分割陽
極として構成した例を示す。 第６図はその両端部のみを箔厚み均一化用分割陽極とし
て構成した例を示す。 第７ａ及びｂ図は、第１図の例と関連して本発明に従う
箔厚み均一化用分割陽極の設定位置の個々の制御の態様
を示す。 第８図は、従来からの電解銅箔製造における陰極胴と陽
極との配置関係を示す説明図である。 ｌ：陰極胴 ３：陽極 ４：分割陽極 ８：支持棒 １０ニブロツク １２：ｖＡ子棒 １４．１６：関節継手 １８：連結棒 第１図 第３図 第２図 第４図 第７ｂ 図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １）回転自在の陰極胴と、該陰極胴に対面する少なくと
   も１枚の陽極とを具備し、該陰極胴と陽極との間に電解
   液を流し、該陰極胴表面に銅を電着させそして電着した
   銅箔を該陰極胴から剥離する電解銅箔の製造装置におい
   て、前記陽極の少なくとも一部を巾方向に分割された複
   数個の箔厚み均一化用陽極として構成し、そして該箔厚
   み均一化用分割陽極の設定位置を個別に制御する手段を
   設けたことを特徴とする電解銅箔の製造装置。