CN102965694A

CN102965694A - 一种电解铜箔生箔机

Info

Publication number: CN102965694A
Application number: CN2012105071983A
Authority: CN
Inventors: 张剑萌
Original assignee: GANZHOU YI HAO INDUSTRY Co Ltd
Current assignee: Ganzhou Yihao New Materials Co., Ltd.
Priority date: 2012-12-03
Filing date: 2012-12-03
Publication date: 2013-03-13
Anticipated expiration: 2032-12-03
Also published as: CN102965694B

Abstract

本发明属于电解铜箔的生产设备领域，具体涉及一种电解铜箔生箔机。一种电解铜箔生箔机，包括机架、阳极槽、阳极板、阴极辊、收卷辊，还包括有挤液辊、毛刷滚筒、喷水器、挤水辊、张力辊、轴承座和张力传感器。本发明的结构简单，能够彻底地清除了附着在铜箔表面的硫酸铜溶液，有效地抑制铜箔表面氧化发黑现象的发生，延长了电解铜箔在进行其后续表面处理工序之前的存放时间，使生产出的电解铜箔可以存放6-8天，使电解铜箔后续表面处理的生产时间可以安排的更加灵活，同时还提高了电解铜箔的质量和使用寿命。通过对铜箔实际张力大小的实时检测，确保了铜箔的尺寸精度和收卷质量，还能够适用于收卷半径较大的情况。

Description

一种电解铜箔生箔机

技术领域

本发明属于电解铜箔的生产设备领域，具体涉及一种电解铜箔生箔机。

背景技术

铜箔是覆铜板及印制电路板制造的重要材料。在当今电子信息产业高速发展进程中，电解铜箔被称为电子产品信号与电力传输的“神经网络”。

电解铜箔主要是使用生箔机进行生产的，目前现有生箔机的主要结构如图1所示，主要包括机架1、阳极槽2、阳极板5、阴极辊6和收卷辊3，阳极槽2安装在机架1上，阳极板5位于阳极槽2内，阴极辊6安装在阳极槽2的上方。

电解铜箔生箔机的工作原理为：在生箔机工作时，硫酸铜溶液从阳极槽2的底部泵入到阳极板5和阴极辊6之间的电解区域，然后进行电解，电解区域中的铜离子逐渐沉积到阴极辊表面，随着阴极辊的缓慢旋转，在阴极辊旋出电解区域的表面上，沉积成了具有一定厚度的电解铜箔7，再用收卷辊3将电解铜箔7收取。

上述结构的生箔机在工作时，沉积在阴极辊表面的电解铜箔在随着阴极辊旋转出阳极槽时，其表面会附着有电解区域中的硫酸铜溶液。表面附着有硫酸铜溶液的铜箔必须在2-3天内进行后续工序的表面处理，否则会在其表面发生严重的氧化，从而使电解铜箔表面出现发黑的现象，这会严重影响耐浸焊指标和抗剥离强度，而且后续的表面处理工序难以去除其表面的氧化层，因此会降低电解铜箔的质量和使用寿命，严重时会造成产品的大量报废。

张力是影响铜箔质量的主要因素之一。在上述收卷辊3将电解铜箔7收取打卷的过程中，铜箔在传输中应保持一定的张力。铜箔张力过小，则容易发生滑动、松弛、跑偏等现象，且铜箔可能会产生皱纹，易使铜箔发生卷曲、堆叠和折边等卷取缺陷，甚至无法被收卷辊3打卷；张力过大，由于铜箔较薄，在拉伸变形状态下会导致铜箔内部组织结构发生本质变化甚至断裂；因此，铜箔无论是在有皱纹情况下被卷取，还是在拉伸变形状态下被卷取都会直接影响生产的铜箔质量，若铜箔张力不合适且经常变动的话那么铜箔质量会大大降低。

目前电解铜箔生箔机的张力控制主要是通过控制速度来实现的，简称速度控制法，即采用的张力控制方式是利用阴极辊的送料线速度和收卷辊的收卷线速度之差，当送料线速度小于收卷线速度的时候，张力就会产生，并且速差越大产生的张力越大，通过调整收线速度或送线速度可以来调节张力大小。

驱动阴极辊转动的电机简称阴极辊电机，驱动收卷辊转动的电机简称收卷电机。

在稳定的收卷过程中，控制阴极辊的速度为速度基准，控制收卷辊的速度来实现张力控制，阴极辊和收卷辊的线速度控制是通过控制阴极辊电机和收卷电机的转速进行控制的。

由于阴极辊的转速与铜箔厚度有关，其转速是固定不变的，而且还由于阴极辊的半径不发生变化，所以阴极辊的线速度也是恒定的，因此，要实现恒张力控制就要使收卷辊的线速度保持不变。而随着收卷的进行，铜箔不断的卷绕在收卷辊上，收卷辊半径将逐渐增大。随着收卷辊半径的增大，收卷电机的转速是变化的。因此，要控制收卷辊线速度不变，就要不断的调节收卷电机的转速。

在此种恒张力控制系统中，收卷电机的转速必然是始终在变化的。电机转速的改变，必然也会引起电机输出转矩的改变，而转矩的变化与铜箔张力、阴极电机的转矩是密切关联的。其存在的缺点是：如果控制不当，将引起铜箔张力、收卷电机输出转速发生变化或处于不稳定的状态。同时，随着收卷半径的不断增大，收卷辊的转动惯量也随着增大，转动惯量的变化也会引起张力的变化，难以适应收卷半径过大的情况；不适用于系统有突然加、减速、启动和制动等情况。

张力传感器也叫张力检测器，是在张力控制过程中，用于测量卷材张力值大小的仪器。按其工作原理又可分为应变片型和微位移型。应变片型是张力应变片和压缩应变片按照电桥方式连接在一起，当受到外压力时应变片的电阻值也随之改变，改变值的多少将正比于所受张力的大小；微位移型是通过外力施加负载，使板簧产生位移，然后通过差接变压器检测出张力，由于板簧的位移量极小，大约±200μm，所以称作微位移型张力检测器。另外，外型结构上又分为：轴台式、穿轴式、悬臂式等。

发明内容

为了克服上述不足，本发明提供了一种电解铜箔生箔机。

本发明的技术方案是：

一种电解铜箔生箔机，包括机架、阳极槽、阳极板、阴极辊、收卷辊，还包括有挤液辊、毛刷滚筒、喷水器、挤水辊、张力辊、轴承座和张力传感器，所述挤液辊安装在阴极辊的右上方，并与沉积在阴极辊圆柱表面上的电解铜箔相接触，所述毛刷滚筒安装在挤液辊的左上方，并与沉积在阴极辊圆柱表面上的电解铜箔相接触，所述挤水辊安装在所述毛刷滚筒的左上方，并与沉积在阴极辊圆柱表面上的电解铜箔相接触，所述喷水器安装在所述毛刷滚筒和所述挤水辊之间，所述张力辊安装在阴极辊和收卷辊之间，在所述张力辊的两端分别安装有所述轴承座，所述张力传感器安装在所述轴承座上。

所述挤液辊的外层是由橡胶材料制成，用于擦掉附着在电解铜箔表面的硫酸铜溶液的同时，把其挤回到阳极槽中。

所述毛刷滚筒起到对电解铜箔进一步的清洗作用。

所述挤水辊的外层是由橡胶材料制成，用于擦掉附着在电解铜箔表面的水。

作为本发明的优先实施方式，所述喷水器与所述阴极辊的圆柱表面距离为50-300mm。

所述的挤液辊和挤水辊通过轴承和轴承座安装在机架两侧的侧板上。

所述毛刷滚筒的一端通过轴承和轴承座安装在机架一侧的侧板上，另一端与安装在机架另一侧侧板上的减速电机连接，所述减速电机驱动毛刷滚筒转动，可以有效地清洗掉残留在电解铜箔表面的硫酸铜溶液。

所述喷水器固定在机架两侧的侧板上，其中的一端与进水管连接。

作为本发明的优先实施方式，所述挤液辊和所述阴极辊的中心连线与水平面的夹角为8-25°。

作为本发明的优先实施方式，所述毛刷滚筒和所述挤液辊与阴极辊中心连线的夹角为8-25°。

作为本发明的优先实施方式，所述挤水辊和所述毛刷滚筒与阴极辊中心连线的夹角为15-35°。

所述张力辊是一种导向辊，起导向作用，同时所述张力传感器通过此辊能够测量出阴极辊和收卷辊之间铜箔张力的大小。

作为本发明的优选实施方式，所述张力传感器安装在所述轴承座的正上方。

作为本发明的优选实施方式，所述张力传感器安装在所述轴承座的正下方。

作为本发明的优选实施方式，所述张力传感器直接连接在电解铜箔生箔机机架两侧的侧板上。

作为本发明的优选实施方式，所述张力传感器还可以通过连接装置连接在电解铜箔生箔机机架两侧的侧板上,所述连接装置可以为连接板。

所述连接板，是使相分离的两个或是多个结构件，连接为一个整体的结构件。它的样式结构非常多，有矩形板、多边板和异形板等。

作为本发明的优选实施方式，所述张力传感器的外型结构为悬臂式。

电解铜箔生箔机在工作时，沉积在阴极辊表面的电解铜箔在随着阴极辊旋转出阳极槽时，其表面会附着有电解区域中的硫酸铜溶液，由于挤液辊与沉积在阴极辊上的电解铜箔相接触，所以能够擦下附着在电解铜箔表面的硫酸铜溶液，擦下的硫酸铜溶液沿着沉积在阴极辊上的电解铜箔流回到阳极槽中。喷水器把水喷在经挤液辊擦洗过的电解铜箔表面上，由毛刷滚筒进行刷洗，从而基本洗掉残留在电解铜箔表面的硫酸铜溶液，挤水辊把附着在电解铜箔表面的水滴擦下，毛刷滚筒刷洗后的水和挤水辊擦下的水经由挤液辊与电解铜箔接触部分上方的两侧流出，流到阴极槽的废水回收处或设置的接水盒内。

通过所述张力传感器测量出实际运行过程中的铜箔张力值，将所述张力传感器的输出信号输入到PLC（可编程逻辑控制器）作为实际张力的反馈值，反馈值和张力设定值经PLC内部比较后控制收卷电机的转速，使实际铜箔的张力保持恒定，由于所以张力传感器几乎没有可移动的位置空间，因而对铜箔张力的缓冲很小，所以能够满足张力控制的快速性。

PLC的信号处理和比较功能和控制电机的转动技术为现有技术，本发明不再进行具体说明。

本发明的有益效果是：

本发明的结构简单，挤液辊使附着在铜箔表面的硫酸铜溶液重新流入阳极槽，实现了硫酸铜溶液的回收再利用，并且通过喷水器和毛刷滚筒对铜箔表面的清洗，彻底地清除了附着在铜箔表面的硫酸铜溶液，挤水辊把附着在铜箔表面的水滴擦除，从而有效地抑制了铜箔表面氧化发黑现象的发生，延长了电解铜箔在进行其后续表面处理工序之前的存放时间，使生产出的电解铜箔可以存放6-8天，使电解铜箔后续表面处理的生产时间可以安排的更加灵活，同时还提高了电解铜箔的质量和使用寿命。通过安装的张力辊、轴承座和张力传感器，能够实现对铜箔实际张力大小的实时检测，从而有效防止铜箔的横向滑动、轴间滑动和伸缩变形，使铜箔的收卷不会产生皱纹、错位、间隙，保证了铜箔收卷的稳定性，确保了铜箔的尺寸精度和收卷质量。还能够适用于收卷半径较大的情况，以及系统有突然加、减速、启动和制动等情况。

附图说明

图1为现有电解铜箔生箔机的主视图的结构示意图。

图2为本发明一种电解铜箔生箔机主视图的结构示意图。

图3为本发明另一种电解铜箔生箔机主视图的结构示意图。

附图中的标记为：1-机架，2-阳极槽，3-收卷辊,4-挤液辊,5-阳极板,6-阴极辊，7-电解铜箔，8-毛刷滚筒,9-喷水器,10-挤水辊，11-张力传感器，12-张力辊，13-轴承座。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的说明。

实施例1

一种电解铜箔生箔机，如图3所示，包括机架1、阳极槽2、阳极板5、阴极辊6、收卷辊3，还包括有挤液辊4、毛刷滚筒8、喷水器9、挤水辊10、张力辊12、轴承座13和张力传感器11，所述挤液辊4和挤水辊10的外层是由橡胶材料制成，所述的挤液辊4和挤水辊10通过轴承和轴承座安装在机架1两侧的侧板上，所述挤液辊4安装在阴极辊6的右上方，并与沉积在阴极辊6圆柱表面上的电解铜箔7相接触，所述毛刷滚筒8安装在挤液辊6的左上方，并与沉积在阴极辊6圆柱表面上的电解铜箔7相接触，所述挤水辊10安装在所述毛刷滚筒8的左上方，并与沉积在阴极辊6圆柱表面上的电解铜箔7相接触，所述毛刷滚筒8的一端通过轴承和轴承座安装在机架1一侧的侧板上，另一端与安装在机架1另一侧侧板上的减速电机连接，所述喷水器9安装在所述毛刷滚筒8和所述挤水辊10之间，所述喷水器9与所述阴极辊6的圆柱表面距离为50mm，所述喷水器9固定在机架1两侧的侧板上，所述挤液辊4和所述阴极辊6的中心连线与水平面的夹角为58°，所述毛刷滚筒8和所述挤液辊4与阴极辊6中心连线的夹角为8°，所述挤水辊10和所述毛刷滚筒8与阴极辊6中心连线的夹角为15°；所述张力辊12安装在阴极辊6和收卷辊3之间，在所述张力辊12的两端分别安装有所述轴承座13，所述张力传感器11的外型结构为悬臂式，所述张力传感器11安装在所述轴承座13上，所述张力传感器11安装在所述轴承座13的正上方，所述张力传感器11直接连接在电解铜箔生箔机机架1两侧的侧板上。

电解铜箔生箔机在工作时，沉积在阴极辊6表面的电解铜箔7在随着阴极辊6旋转出阳极槽时，其表面会附着有电解区域中的硫酸铜溶液，由于挤液辊4与沉积在阴极辊6上的电解铜箔7相接触，所以能够擦下附着在电解铜箔7表面的硫酸铜溶液，擦下的硫酸铜溶液沿着沉积在阴极辊6上的电解铜箔7流回到阳极槽2中。喷水器9把水喷在经挤液辊4擦洗过的电解铜箔7表面上，由毛刷滚筒8进行刷洗，从而基本洗掉残留在电解铜箔7表面的硫酸铜溶液，挤水辊10把附着在电解铜箔7表面的水滴擦下，毛刷滚筒8刷洗后的水和挤水辊10擦下的水经由挤液辊4与电解铜箔7接触部分上方的两侧流出，流到阳极槽2的废水回收处或设置的接水盒内。

通过所述张力传感器11测量出实际运行过程中的铜箔张力值，将所述张力传感器11的输出信号输入到PLC作为实际张力的反馈值，反馈值和张力设定值经PLC内部比较后控制收卷电机的转速，使实际铜箔的张力保持恒定。

实施例2

一种电解铜箔生箔机，如图2所示，包括机架1、阳极槽2、阳极板5、阴极辊6、收卷辊3，还包括有挤液辊4、毛刷滚筒8、喷水器9、挤水辊10、张力辊12、轴承座13和张力传感器11，所述挤液辊4和挤水辊10的外层是由橡胶材料制成，所述的挤液辊4和挤水辊10通过轴承和轴承座安装在机架1两侧的侧板上，所述挤液辊4安装在阴极辊6的右上方，并与沉积在阴极辊6圆柱表面上的电解铜箔7相接触，所述毛刷滚筒8安装在挤液辊6的左上方，并与沉积在阴极辊6圆柱表面上的电解铜箔7相接触，所述挤水辊10安装在所述毛刷滚筒8的左上方，并与沉积在阴极辊6圆柱表面上的电解铜箔7相接触，所述毛刷滚筒8的一端通过轴承和轴承座安装在机架1一侧的侧板上，另一端与安装在机架1另一侧侧板上的减速电机连接，所述喷水器9安装在所述毛刷滚筒8和所述挤水辊10之间，所述喷水器9与所述阴极辊6的圆柱表面距离为300mm，所述喷水器9固定在机架1两侧的侧板上，所述挤液辊4和所述阴极辊6的中心连线与水平面的夹角为25°，所述毛刷滚筒8和所述挤液辊4与阴极辊6中心连线的夹角为25°，所述挤水辊10和所述毛刷滚筒8与阴极辊6中心连线的夹角为35°；所述张力辊12安装在阴极辊6和收卷辊3之间，在所述张力辊12的两端分别安装有所述轴承座13，所述张力传感器11的外型结构为悬臂式，所述张力传感器11安装在所述轴承座13上，所述张力传感器11安装在所述轴承座13的正下方，所述张力传感器11直接连接在电解铜箔生箔机机架1两侧的侧板上。

实施例3

一种电解铜箔生箔机，包括机架1、阳极槽2、阳极板5、阴极辊6、收卷辊3，还包括有挤液辊4、毛刷滚筒8、喷水器9、挤水辊10、张力辊12、轴承座13和张力传感器11，所述挤液辊4和挤水辊10的外层是由橡胶材料制成，所述的挤液辊4和挤水辊10通过轴承和轴承座安装在机架1两侧的侧板上，所述挤液辊4安装在阴极辊6的右上方，并与沉积在阴极辊6圆柱表面上的电解铜箔7相接触，所述毛刷滚筒8安装在挤液辊6的左上方，并与沉积在阴极辊6圆柱表面上的电解铜箔7相接触，所述挤水辊10安装在所述毛刷滚筒8的左上方，并与沉积在阴极辊6圆柱表面上的电解铜箔7相接触，所述毛刷滚筒8的一端通过轴承和轴承座安装在机架1一侧的侧板上，另一端与安装在机架1另一侧侧板上的减速电机连接，所述喷水器9安装在所述毛刷滚筒8和所述挤水辊10之间，所述喷水器9与所述阴极辊6的圆柱表面距离为100mm，所述喷水器9固定在机架1两侧的侧板上，所述挤液辊4和所述阴极辊6的中心连线与水平面的夹角为10°，所述毛刷滚筒8和所述挤液辊4与阴极辊6中心连线的夹角为10°，所述挤水辊10和所述毛刷滚筒8与阴极辊6中心连线的夹角为20°；所述张力辊12安装在阴极辊6和收卷辊3之间，在所述张力辊12的两端分别安装有所述轴承座13，所述张力传感器11的外型结构为悬臂式，所述张力传感器11安装在所述轴承座13上，所述张力传感器11安装在所述轴承座13的正上方或正下方，所述张力传感器11通过连接装置连接在电解铜箔生箔机机架1两侧的侧板上。

以上所述实施例仅表达了本发明的优选实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形、改进及替代，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims

1.一种电解铜箔生箔机，包括机架（1）、阳极槽（2）、阳极板（5）、阴极辊（6）、收卷辊（3），其特征在于，还包括有挤液辊（4）、毛刷滚筒（8）、喷水器（9）、挤水辊（10）、张力辊（12）、轴承座（13）和张力传感器（11），所述挤液辊（4）安装在阴极辊（6）的右上方，并与沉积在阴极辊（6）圆柱表面上的电解铜箔（7）相接触，所述毛刷滚筒（8）安装在挤液辊（6）的左上方，并与沉积在阴极辊（6）圆柱表面上的电解铜箔（7）相接触，所述挤水辊（10）安装在所述毛刷滚筒（8）的左上方，并与沉积在阴极辊（6）圆柱表面上的电解铜箔（7）相接触，所述喷水器（9）安装在所述毛刷滚筒（8）和所述挤水辊（10）之间，所述张力辊（12）安装在阴极辊（6）和收卷辊（3）之间，在所述张力辊（12）的两端分别安装有所述轴承座（13），所述张力传感器（11）安装在所述轴承座（13）上。

2.根据权利要求1所述的一种电解铜箔生箔机，其特征在于，所述挤液辊（4）和挤水辊（10）的外层是由橡胶材料制成，所述的挤液辊（4）和挤水辊（10）通过轴承和轴承座安装在机架（1）两侧的侧板上。

3.根据权利要求1所述的一种电解铜箔生箔机，其特征在于，所述喷水器（9）与所述阴极辊（6）的圆柱表面距离为50-300mm。

4.根据权利要求1所述的一种电解铜箔生箔机，其特征在于，所述毛刷滚筒（8）的一端通过轴承和轴承座安装在机架（1）一侧的侧板上，另一端与安装在机架（1）另一侧侧板上的减速电机连接。

5.根据权利要求1所述的一种电解铜箔生箔机，其特征在于，所述喷水器（9）固定在机架（1）两侧的侧板上。

6.根据权利要求1所述的一种电解铜箔生箔机，其特征在于，所述挤液辊（4）和所述阴极辊（6）的中心连线与水平面的夹角为8-25°，所述毛刷滚筒（8）和所述挤液辊（4）与阴极辊（6）中心连线的夹角为8-25°，所述挤水辊（10）和所述毛刷滚筒（8）与阴极辊（6）中心连线的夹角为15-35°。

7.根据权利要求1所述的一种电解铜箔生箔机，其特征在于，所述张力传感器（11）可以安装在所述轴承座（13）的正上方或正下方。

8.根据权利要求1所述的一种电解铜箔生箔机，其特征在于，所述张力传感器（11）直接连接在电解铜箔生箔机机架（1）两侧的侧板上。

9.根据权利要求1所述的一种电解铜箔生箔机，其特征在于，所述张力传感器（11）还可以通过连接装置连接在电解铜箔生箔机机架（1）两侧的侧板上。

10.根据权利要求1所述的一种电解铜箔生箔机，其特征在于，所述张力传感器（11）的外型结构为悬臂式。