[发明专利]Cu系材料的Sn镀层的剥离方法

说明书

技术领域

本发明涉及用于将形成于Cu系材料上的Sn镀层的Sn层和/或CuSn层剥离、并将Cu系材料再循环的Sn镀层的剥离方法。

背景技术

含有纯铜、黄铜、磷青铜、以及以单质或多个、几百质量ppm～30质量％的范围含有Fe、Ni、Si、Sn、P、Mg、Zr、Cr、Ti、Al、Ag等元素的铜基合金的Cu系材料，其从铸锭经过压延、退火等工序，被终加工成板厚0.1～4.0mm的条材或线材后，被广泛用于车载用、民生机器用或产业机器用的端子或母线、弹簧等通电部。这样的Cu系材料通常为了确保通电时的接触可靠性和耐腐蚀性，在镀敷金属中镀敷0.5～5.0μm厚的比较廉价的Sn而使用。另外，由于Sn镀层的回流处理、随时间变化，在Cu系材料与Sn镀层之间、或者Cu系镀层与Sn镀层之间实施Cu基底镀敷时，在Cu基底镀层与Sn镀层之间形成主要由Cu₆Sn₅、Cu₃Sn等金属间化合物等形成的CuSn扩散层，其厚度为0.2～2.0μm左右。另外，在Sn镀层的最外表面侧，未被CuSn扩散层的形成所消耗而残留的Sn的层被称为Sn层。

在实施了镀Sn的板材等的Cu系材料成为通电部的产品之前，通常在镀Sn后进行切缝加工或冲压加工等，此时会产生废料。将该废料作为原料直接熔解时，因所镀敷而成的Sn的成分使Sn成分变多，不能再用作原本的基材即Cu系材料的原料。因此，为了再利用原本的基材，考虑到将被镀敷而成的Sn剥离、除去。

以往，作为将Cu系材料的Sn镀层剥离的方法，提出了如下方法：在氢氧化钠中的电解、以及如日本特开昭58-87275号公报中公开那样地在含有Cu离子的硫酸或硝酸中浸渍等方法。

另外，在日本特开2000-226214号公报中公开了如下方法：在高纯度锡酸碱化合物的制造方法中，作为Sn的熔解方法，边将作为反应促进剂的过氧化氢水溶液滴加到碱金属氢氧化物水溶液中，边熔解的方法。

发明内容

然而，在氢氧化钠水溶液中进行电解时，如切缝加工和冲压加工后产生的废料等那样细碎且重叠在一起的带Sn镀层的Cu系材料，使其所有表面电流密度均匀是非常困难的。为此，电流集中部分熔解而波及到基材，成为Cu系污泥的产生原因，产生再原料化时的浪费。另一方面，存在如下问题：电流集中的部分剥离结束时结束电解的话，电流密度低的部分产生Sn的残留，有在进行再原料化时产生成分不良这样的问题。

在前述日本特开昭58-87275号公报中公开的向含有Cu离子的硫酸中浸渍存在如下优点：通过取代反应剥离Sn镀层，因而在Sn的剥离后不侵蚀Cu系材料基材。然而，存在如下情况：在例如由于冲压加工而附着有油的废料中，在脱掉冲压的模具时，由于冲压的压力和油，废料之间极其牢固地密合。这样的情形中，若不进行脱脂，则取代反应被抑制，Sn残留并成为成分不良，因此，作为前处理的脱脂工序成为不可或缺，不能避免由于工序数量的增加和化学品成本的增加所导致的成本上升以及生产率的降低。

另外，在硫酸系的水溶液中进行剥离时，剥离后，在表面附着有硫酸的S(硫)成分。存在直接熔解、铸造而进行再原料化时，S在Cu系基材的晶界中产生偏析，且伴随有铸造和其后的热压延时的裂纹等很多不良影响。为此，必须进行充分的剥离后的水洗。进而，在Cu取代反应中，水溶液中的Sn离子浓度变高时取代反应钝化，因而，需要用于从水溶液中除去Sn离子的操作，成本上升不能避免。

在前述日本特开2000-226214号公报中公开的Sn熔解方法的目的是采用Sn制成高纯度锡酸碱，因而其仅着眼于Sn单质的熔解，而对于比Sn熔解更困难的CuSn层却未能考虑。即，在前述日本特开2000-226214号公报中公开的过氧化氢水溶液的滴加方法中，即使Sn单质能够熔解，甚至CuSn层也完全剥离是极其困难的，这可通过本发明人等的研究而辨明。进而，完全没有记载包含CuSn层的实施了镀Sn的Cu系材料的基材的再原料化。另外，根据日本特开2000-226214号公报中的实施例，相对于原来的碱水溶液的量，过氧化氢水溶液的量非常多，滴加结束后，碱浓度变得稀薄，因而，不采用浓缩等处理而以原样的溶液连续地进行Sn熔解是困难的。

本发明的目的在于提供Cu系材料的Sn镀层的剥离方法，其即使附着有加工油等，也容易剥离含有Sn层和/或CuSn层的带Sn镀层的Cu系材料的Sn层和/或CuSn层等，能够再次将Cu系材料进行原料化。