CN102839398A - 金属箔的制造方法及制造装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种金属箔的制造方法及制造装置。本发明提供高效地制造厚度小于5μm的极薄金属箔的金属箔制造方法及制造装置。在浸泡于电解液中的正极体和与其相对的负极体之间进行通电，通过电解反应使负极体的表面分解出金属形成金属薄膜。将呈带状的金属体朝着正极体的方向移动，其表面会分解出金属。在金属薄膜附着其上的情况下，将此负极体移动到对金属薄膜进行后处理的实施位置上。本发明的有益效果是：可以实现制造厚度小于5μm的优质极薄金属箔的生产过程更加高效化的目的。

Description

金属箔的制造方法及制造装置

技术领域　

本发明属于金属箔制造领域，尤其涉及一种有关金属箔的制造方法及制造装置。具体说，此发明为极薄的金属箔的制造提供了可能性，并且使金属箔输送到后处理加工这一步骤变得更为轻松。

技术背景

金属箔是指将有较好延展性的金属延展变薄后的产物。例如，铜箔中有压延铜箔和电解铜箔，其中压延铜箔通常是通过反复对电气铜进行压延，退火而制造成的。另外，电解铜箔是将铜电着于旋转中的滚筒上，通过其卷绕而制造而成。其优点是结晶构造细密而均匀。这些产品，可用于软性印刷线路板等。

然而，从铁，铜，铬，镍等获取电解箔时，首先必须在不可溶的负极体与不可溶的正极体之间，供给包含这些金属离子一定浓度的电解液，从而进行电解反应。通过此方法，可以从选定的金属负极体的表面上进行想要厚度的分解从而形成金属薄膜。接着，通过将形成的金属薄膜从负极体表面剥离下来而得到金属箔。

具体说明，例如电解铜箔，以往是通过图３的滚筒式制箔装置制造而成。这个装置１０１中，在未进行图示的镀槽内部配置有正极体１０２与负极体（滚筒式负极）１０３，且镀槽内填充有硫酸铜镀液。在此状态下，使负极体（滚筒式负极）１０３进行旋转，使用整流器（直流电源）让电流从正极体１０２处流向滚筒式负极１０３处。也就是说通过电解铜电镀法，钛制的滚筒１０５上分解出铜１０４从而形成铜箔。

将分解出的铜箔１０４从滚筒式负极１０３上剥离下来，将其放在所定的后处理装置上进行防锈处理后，卷成卷状，或者通过纵断器将其裁断成所定尺寸而得到电解铜箔。

关于经上述方法制造而成的铜箔，例如在作为印刷线路板的材料使用时，随着线路的高密度化，轻量化或者多层化等要求，厚度小于5μm的极薄产品的需求也逐渐增多。近年，极薄铜箔制品的需求正在急剧增多。

然而，在铜箔制造上，制箔后必须进行对其表面进行防锈处理，以及其他的后处理。这种情况，厚度小于5μm的极薄铜箔对机械的承受强度极低，在不让其破损的情况下将箔移送到后处理程序并非容易的事。因此，实际上，如果不解决这一问题，对厚度小于5μm的极薄铜箔进行有效的制造是极难实现的。

在此情况下，为了解决极薄铜箔的移送难问题，在某种较厚的载体铜箔的表面上，借由剥离层对极薄铜箔进行直接电着处理，在使用极薄铜箔时，将其从载体铜箔上剥离后使用。

发明内容

本发明的主要目的是，为高效制造厚度在5μm以下的极薄金属箔而提供一种金属箔的制造方法及制造装置。

在以往的滚筒式制箔装置中,大型的滚筒负极体与正极体之间,通过供给规定的电解液来使之产生电解反应的情况,由于负极与正极之间间隙较大所以在扩大电流密度（60-70ASD）方面有限制，因此在制箔时需要花较长时间。另外，以这种电解密度对极薄铜箔进行电解制箔的话，产生气泡的可能性会增大。并且，分解出的极薄铜箔也不易从滚筒上剥离。

另一方面，附有载体的极薄铜箔是与厚度不同的载体铜箔层叠而成的，制造时铜的使用量会增加，并且在制造时需要花功夫因此极薄铜箔的制造效率低下。另外，极薄铜箔也会面临成本增高这一问题。加之，极薄铜箔在电着加工之后，随着极薄铜箔的剥离，载体铜箔也会被废弃。虽然废弃后的铜箔可以回收再利用，但是它依旧使得宝贵资源的有效利用率变的低下。

本发明由以下内容构成：即，本发明所涉及的金属箔的制造方法，是使浸泡在电解液中的正极体和与其相对的负极体之间进行通电，通过电解反应在负极体表面上分解出金属薄膜而形成金属箔。

其特征是，将前述的负极体沿着正极体方向移动，使之表面分解出金属，在分解出的金属薄膜附着于负极体的情况下，将负极体移动至对金属薄膜进行后处理的实施位置。

将上述附着有金属薄膜的负极体进行后处理后，再将其移动至下一个加工程序的实施位置上。

所谓后处理工序，比如说包含有对金属薄膜进行水洗工序或者亚铅电镀工序等。亚铅电镀工序，是在制造印刷线路板材料的时候，为了即使在高温过程中也可以确保金属薄膜与树脂基板的紧贴性，在金属薄膜的表面进行亚铅电镀从而提高耐热性的一项处理。

这些后处理，在分解出的金属薄膜附着于负极体的情况下也可以进行。

另外，在进行后处理后，金属箔还附着于上述负极体的状态下，还可以进一步将负极体移动到下一步工序的实施位置上。下一步工序，譬如在线路板材料的制造中，表示为金属箔与绝缘树脂进行的叠层工序等。

这些下一步工序的处理，可以在分解出的金属薄膜附着于负极体的状态下进行。

利用本发明，从制箔到譬如与绝缘树脂的叠层加工，在这一系列处理的进行中，分解出的金属薄膜都始终附着于负极体之上。

因此，即使是厚度小于5μm的极薄金属箔，也可以在没有破损的情况下移动至进行后处理的位置上。从而使厚度小于5μm的极薄金属箔进行必要的处理或加工后形成产品。即，本发明可实现厚度小于5μm的极薄金属箔的制造。

一种金属箔的制造装置，其特征是，包含将准备好浸泡于电解液中的正极体和与其相对的负极体，使之进行通电，通过电解反应使上述负极体分解出金属薄膜从而形成金属箔的制造装置。

所述金属箔制造装置的特征包含以下两部分：

通过将所述负极体沿着正极体方向移动，使之表面分解出金属薄膜的装置。

金属薄膜在附着于负极体的情况下，将负极体移动至对金属薄膜进行后处理工序位置的装置。

所述的制造装置负极体，是可以沿着正极体方向移动的环状带或板状体。

所述的制造装置是以传送带为移动手段的金属箔制造装置。传送带可采用能够使连续的皮带回转运作的带式传送装置，或者可采用能够使分离几条的板状体进行连续搬运的传送带。

上述的各构成要素，可以在有限范围内进行组合搭配。

在本发明所涉及的制造方法及制造装置中，通过改变电气分解的条件，可以制造出适用于印刷线路板专用，高性能数码器械专用等，适用于各种用途的符合各器械特性的铜箔。具有以上特性的铜箔，厚度从0.5μm到100μm 都可以进行制造。

本发明与已有技术相比达到的有益效果是：根据以上说明通过利用本发明，负极体与金属薄膜（金属箔）在一体化的状态下可以移动到进行后处理及下一步工序的位置。即使是小于5μm的极薄金属薄膜也可以完成移送。

另外，因为金属薄膜所附着的负极体为带状或板状，可以轻易保持与正极体之间保有狭小的间隙。也可以维持提供较高电流密度，因此不仅可以缩短制箔时间，还可以获得具有细微结晶的极薄金属箔。

故而，它可以实际实现厚度小于5μm的优品质极薄金属箔的高效制造，并且可以达到让使用了该制品的生产过程更加高效化的目的。

附图说明

图1为本发明实施形式的金属箔制造装置的整体概略图。

图2为本发明使用了被分割的不锈钢板作为负极体的金属箔制造装置的整体概略图。

图3为传统的金属箔制造装置的案例立体示意图。

具体实施方式

以下，参照附图对本发明所涉及的金属箔的制造方法及装置的实施形式进行详细说明。 

符号说明：

1、7 金属箔的制造装置

2 电解槽

3 第一后处理槽

4第二后处理槽

5亚铅电镀用电解槽

6防锈处理槽

8亚铅处理面

10皮带（负极体）

11正极

12正极体

13电解液

14吸入管

15吐出管

16电解液流出口

17间隙

18铜

19吐出管

20吸入管

21吐出管

22电解液

23正极体

24电解液流出口

25间隙

26、31驱动轴

30板状体（不锈钢板）

实施例1：

本实施形式所涉及的金属箔制造装置1，如图1所示，连续并列设置有电解槽2、第一后处理槽3，第二后处理槽4，亚铅电镀用电解槽5、以及防锈处理槽6。电解层2到防锈处理槽6的上部配置有不锈钢制的环形皮带10，从制造装置1的上层（图1的右方）到下层，被设计成通过皮带10的驱使可以从上层连续、逐次地移动到下层。

电解槽2 使用了对电解处理液具有耐腐蚀性的材料，例如FRP（纤维强化塑料）等，上方为开放式的水平断面呈长方形的槽。

电解槽2中，配置有例如从铅或者酸化物Ir中形成的不溶性的正极体12。另外，电解槽2的上方，置有作为负极体的从不锈钢或表面覆盖有铬的不锈钢中形成的不溶性的皮带10。在电解槽2中，装满了硫酸铜电镀液等一定种类和浓度的电解液13，上述的皮带10可以与此电解液13接触。

另外，靠近上述电解槽2处设置有泵P1，泵P1的吸入口处连结了吸入管14、吐出口处连结有吐出管15。通过这个泵P1的驱动，设计为电解槽2内的电解液从正极体12的一侧喷射出来。即，上述吐出管15的前端部分即为连结于正极体12的侧方的电解液流出口。

接着，从电解液流出口16，对正极体12与皮带10之间的间隙供给电解液，同时使皮带10向箭头方向移动，正极体12与皮带10之间以一定的电流密度通电，进行电解反应。于是，皮带10的表面上会分解出一定厚度的铜18。

在此实施形式的装置中，可以采用喷流，进行电流密度高达150ＡＳＤ以上的高速电解，从而高速地生成铜箔。

通过这种高速电解而得到的铜箔，比现有铜箔拥有更加细微的结晶构造，并且也不易出现泡沫。

另外，通过这种方法而得到细微的结晶构造，使获得具有更强的抗张力和更好的柔软性的铜箔变得可能。

在电解槽2的下层，设置有第一后处理槽3及紧接其旁的第二后处理槽4。在第一后处理槽3及第二后处理槽4附近设置有泵P2。在图1中为表示的泵P2的吸入口供给有水,同时，吐出口处连结了几条吐出管，通过这个泵P2的驱动，供给的水会喷向皮带10表面分解出的铜18。

如上所述，分解出铜18的皮带10会通过第一后处理槽3及第二后处理槽4的上方，以便对铜18进行水洗处理。

接着，在将铜18作为线路板材料加工的时候，为了确保铜18在高温情况下与树脂基板的密着性，最好在铜18的表面进行提高其耐热性的处理。在此实施的形式中，通过一定厚度的亚铅的平滑电解电镀处理，可以在确保铜18与树脂基板的密着性的同时，提高其耐热性。这个处理，是在正极体11处设置的亚铅电镀用电解槽5内，在铜18的表面进行的一般性的金属亚铅的电解电镀。

另外，在上述亚铅电镀用电解槽5附近设置了泵P3，泵P3的吸入口处连结了吸入管20，吐出口处连结了吐出管21。通过这个泵P3的驱动，亚铅电镀用电解槽内的电解液22从正极体23的一旁喷出。上述吐出管21的前端部分即为连结于正极体23侧方的电解液流出口。

接着，从电解液流出口向正极体23与皮带10之间的间隙25提供电解液22，并使皮带10向箭头方向移动。正极体23与皮带10以一定电流密度通电，进行电解反应。于是，铜18的表面会电解出所定厚度的亚铅。

进行金属亚铅的电解电镀的溶解亚铅的组成 ，只要是可溶性亚铅化合物，并无其他特别规定。就亚铅的平滑电镀的附着量，最好处于2.5～4.5ｍｇ／ｄｍ^２之间。在此附着量的范围内，在之后的叠层工序中对铜18与树脂板进行叠层，从而制造覆铜箔层压板时，通过160～240℃左右的加热加压，会形成铜与亚铅的合金，也就是黄铜。形成了黄铜的表层不会损害其高周波传导的特性。

在通过以上方法进行了铜表面的亚铅电镀的亚铅处理面上，可以在防锈处理槽6中通过浸泡处理，对其进一步涂上铬酸盐防锈剂。在此过程中，铜18以通过防锈处理槽6的方式，对铬酸盐防锈剂进行接触。如此，不仅可以在亚铅电镀处理后进行防锈处理，此防锈处理,还可以是重视耐热性,利用铬酸溶解液进行的铬酸盐防锈处理。

上述后处理接触后，附着于皮带10的铜18，在图1左端的箭头A表明的地方，会从传送带表面剥离。通过此方法得到的铜箔，可以借由图1中未标识的导辊，在卷取机中卷取。

实施例2

在此实施形式中，与上述实施例1共同的部分，将省略其说明采用同一符号。

在制造装置7中，如图2所示，同前述的实施例的装置相同，设置有电解槽1，第一后处理槽3，第二后处理槽4，亚铅电镀用电解槽5，以及防锈处理槽6。并且，不锈钢制的板状体30（以下简称不锈钢板）将从制造装置7的上层（位于图面右侧）连续排列至下层，此不锈钢板30被装卸方便地安置在由驱动轴31驱动的传送带上，可以逐次移动向下层。

此实施形式所涉及的装置，采用了以连续排列的不锈钢板30代替皮带，在传送带上进行移动，作为负极体在其表面分解出铜。

进行后处理后，分解出的铜在与不锈钢板一体的情况下，就可以移送到下一步工序。

例如，在使用铜箔制造印刷线路板材料时，可以做到将其移动到对铜箔与绝缘树脂进行叠层工序的装置位置。在叠层工序中，根据需要可以把表面附着有粗化的铜的不锈钢板30放置到所定位置，采取较为普遍的方法，将铜与环氧树脂、苯酚甲醛树脂及其他树脂板进行黏合。此时，可以选择符合所制造的印刷线路板材料情况的成形温度、成形压力或者成形时间。

在上述工序中完成种种加工之后，铜箔可从负极体、也就是不锈钢板上分离下来。分离后的铜箔，作为印刷线路板材料，不仅完成了与树脂板的叠层工序，并且是使用了小于５μm的铜箔的制品。

再者，除去制箔步骤外，在铜箔的后处理上，其工序数、顺序都可以进行任意变更。

另外，作为其他的后处理，为了对被切割成作业尺寸的印刷基板进行打孔处理，安装孔眼、形成电子部件插入孔，还可进行铜的防酸化处理等。

利用本发明，可以制造出不需要叠层较厚的载体铜箔的极薄铜箔。可以得到没有气泡，厚度在0.5～５μm之间的制品。

另外，通过本发明得到的铜箔，譬如，可以是正极面结晶半径为80～200ｎｍ，十点平均值Rz为0.5μm，且负极面为未经粗化处理的粗糙值小于1.5μm的，能够进行形成细微配线的平滑面。并且，其它拥有细微的结晶构造，抗张力强（譬如400ＭＰa），具有柔软性（譬如延展率17%）。

本发明所涉及的制造方法及装置，比较过去采用高额的滚筒式制箔装置，其优点是可进行小批量制箔，适用于利用低价设备进行少量生产的制造。

另外，相较叠层有载体的极薄铜箔，此制箔方式成本极低。

因此，在印刷线路板的制造上，不需要另外使用其他铜箔，可以方便地在制造印刷配线板的生产线前，设置铜箔的生产线。

并且，通过本发明得到的极薄铜箔，在印刷配线板的制造上，与事先融合了粘着剂和纤维的极薄预浸料坯相叠层，可以得到成品率高的采用了超细微配线的基材。 

Claims (5)

1.一种金属箔的制造方法，所述制造方法是使浸泡在电解液中的正极体和与其相对的负极体之间进行通电，通过电解反应在负极体表面上分解出金属薄膜而形成金属箔；

其特征是，将前述的负极体沿着正极体方向移动，使之表面分解出金属，在分解出的金属薄膜附着于负极体的情况下，将负极体移动至对金属薄膜进行后处理的实施位置。

2.根据权利要求1所述的一种金属箔的制造方法，其特征是，是将上述附着有金属薄膜的负极体进行后处理后，再将其移动至下一个加工程序的实施位置上。

3.一种根据权利要求1所述方法的金属箔的制造装置，其特征是，包括将准备好浸泡于电解液中的正极体和与其相对的负极体，使之进行通电，通过电解反应使上述负极体分解出金属薄膜从而形成金属箔的制造装置；

所述制造装置包含以下两部分：

通过将所述负极体沿着正极体方向移动，使之表面分解出金属薄膜的装置；

金属薄膜在附着于负极体的情况下，将负极体移动至对金属薄膜进行后处理工序位置的装置。

4.根据权利要求3所述的一种金属箔的制造装置，其特征是，所述的制造装置负极体，是可以沿着正极体方向移动的环状带或板状体。

5.根据权利要求3或权利要求4所述的一种金属箔的制造装置，其特征是, 所述的制造装置是以传送带为移动手段的金属箔制造装置。

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