[发明专利]高纯度电解铜及其电解提纯方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种硫（S）等杂质的含量较少的高纯度电解铜及其电解提纯（精炼）方法。更详细而言，本发明涉及一种兼备不脆、不会剥离、而且生产率良好的特性的高纯度电解铜及其电解提纯（精炼）方法。

本申请主张基于2012年6月14日在日本申请的日本专利申请2012-134722号的优先权，并将其内容援用于本说明书中。

背景技术

以往，铜的电解精炼中，在利用了硫酸铜的电解精炼中，尤其无法降低银（Ag）和S的含量，很难获得5N（99.999%）以上的高纯度电解铜。因此，进行了利用硝酸铜的电解精炼（例如，专利文献1）。并且还已知，通过使浴温度暂时下降并进一步进行第二阶段的电解精炼来减少杂质（例如，专利文献2）。并且还已知，作为添加剂使用不含S的稳定且杂质较少的合成高分子添加剂即聚乙二醇（PEG）或聚乙烯醇（PVA），由此可进一步降低Ag和S的含量（例如，专利文献3）。

近来，将高纯度电解铜作为接合线的用途来使用时，杂质浓度、尤其S含量成为线断裂的原因。因此强烈要求减少S的量。

然而，存在如下课题，即在利用如所述专利文献1中公开的硝酸铜的电解精炼时，仅能将S含量减少至0.05ppm左右。并且，进行如所述专利文献2中公开的两个阶段的电解精炼的方法中，需要将浴温度暂时设为10℃以下且利用过滤器去除杂质的同时，通过两个阶段电解进行精炼。因此存在设备成本高的课题。

作为如所述专利文献3中公开的添加剂，在利用不含S的PEG或PVA的方法中，能够将析出的高纯度电解铜中的S含量为0.005ppm以下，且能够提高质量。

例如当使用PEG1000和PVA500（1000及500表示分子量）时，以及当利用边长小于30cm的正方形（面积小于900cm²）的小型阴极（SUS板）的情况下不存在问题。但是，若利用边长为30cm以上的正方形（面积在900cm²以上）的大型阴极（SUS板）进行电解，则会发生阴极上所析出的高纯度电解铜变得非常脆的现象。因此，导致将所析出的高纯度电解铜从SUS板剥离时破裂，因此过渡到下一个工序即铸造的高纯度电解铜的成品率变差。其结果，存在最终产品即高纯度电解铜的生产率大幅下降的课题。

另一方面，若增大添加剂的分子量（PEG的分子量为2000以上），则脆性虽得到改善，但随着分子量的增加，在电解中的阴极（高纯度电解铜）中将产生拉伸应力。并且，若该拉伸应力变大，则导致电解中的阴极（高纯度电解铜）从SUS板翘曲剥离。关于这种现象，也是在利用边长小于30cm的正方形（面积小于900cm²）的小型阴极（SUS板）且电解时间较短的情况下，即使阴极（高纯度电解铜）存在翘曲也几乎不会剥离。因此并无大碍。然而，在进行批量生产时，利用大面积的阴极且尽可能以较高的电流密度进行电解成为必要条件。在这种条件下存在如下课题：在阴极上析出的高纯度电解铜容易剥离，在电解中高纯度电解铜从阴极板剥离，而导致落到电解槽内。

专利文献1：日本专利公开平3-4629号公报

专利文献2：日本再公表专利2006-134724号公报（国际公开WO2006/134724）

专利文献3：日本专利4518262号

发明内容

本发明所要解决的技术课题，即本发明的目的在于提供一种即使在利用大面积（例如，边长为100cm的正方形）的阴极板进行高纯度电解铜的电解提纯时，也能够满足以下3个条件的高纯度电解铜的电解提纯方法及根据该方法获得的高纯度电解铜。

（1）在阴极板上析出的高纯度电解铜具有充分的刚性。

（2）电解中，在阴极板上析出的高纯度电解铜不会剥离。

（3）能够通过提高电流密度而进行电解，从而提高生产率。

本发明人等得出如下研究结果：在与下述（a）～（c）条件中的任意一个一同满足下述（d）的电解条件而进行高纯度电解铜的电解提纯（精炼）时，即使利用大面积（例如，边长为100cm的正方形）的阴极，也能够获得（1）不脆、（2）不会剥离的高纯度电解铜。

（a）当PEG的分子量为1000时，电流密度：1.2～2.2A/dm²。

（b）当PEG的分子量为1500时，电流密度：0.8～1.7A/dm²。

（c）当PEG的分子量为2000时，电流密度：0.4～1.2A/dm²。