CN109735880A - 一种超薄薄膜电化学沉积系统 - Google Patents
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Abstract
一种超薄薄膜电化学沉积系统，放卷模块，用于放卷膜面；前处理模块，用于微蚀洗及清洁膜面的表面；第一沉积模块，用于对膜面的双面预镀沉积复合铜层；第二沉积模块，用于对膜面的复合铜层进行双面增厚沉积铜层；清洗模块，用于对膜面进行清洗；保护层沉积模块，用于在清洗后的膜面上沉积保护层；后处理模块，用于对膜面进行清洁、烘干、切割；收卷模块，用于收卷膜面。采用本发明的超薄薄膜电化学沉积系统，可以快速进行超薄薄膜的电镀加工，一次即可完成双面电镀，加工效率高，并且机构设置合理，有效节约了生产成本，提高了生产效率，质量可控，张力控制精度高，超薄薄膜的外观性能好。
Description
技术领域
本发明属于储能单元材料加工设备技术领域，具体涉及一种超薄薄膜电化学沉积系统。
背景技术
随着工业的发展和化石能源的枯竭，环境污染和能源匮乏的压力越来越大，寻找新的能源和发展新的节能工具。
超薄导电膜是一种广泛应用于储能单元制造的薄膜，其极大的影响了储能单元的质量。
现有技术存在的问题是，如何提供一种生产效率高、膜面外观好的电化学沉积系统。
发明内容
本发明的发明目的在于克服现有技术存在的问题，提供一种生产效率高、膜面外观好的电化学沉积系统。
本发明技术方案如下：
一种超薄薄膜电化学沉积系统，包括
放卷模块，用于放卷膜面；
前处理模块，用于微蚀洗及清洁膜面的表面；
第一沉积模块，用于对膜面的双面预镀沉积复合铜层；
第二沉积模块，用于对膜面的复合铜层进行双面增厚沉积铜层；
清洗模块，用于对膜面进行清洗；
保护层沉积模块，用于在清洗后的膜面上沉积保护层；
后处理模块，用于对膜面进行清洁、烘干、切割；
收卷模块，用于收卷膜面。
其中，所述第一沉积模块设置有1～10个镀液槽，膜面经输送辊依次通过镀液槽。
其中，所述第二沉积模块设置有2～40个镀液槽，膜面经输送辊依次通过镀液槽。
其中，所述第一沉积模块、第二沉积模块中每组镀液槽之间设置有浮动张力检测与控制系统，用于检测和调节前段的膜面的张力，每组镀液槽为相邻的两个镀液槽。
其中，所述第一沉积模块、第二沉积模块中每个镀液槽设置有固定张力检测与控制系统，用于检测和调节前段的膜面的张力。
其中，所述镀液槽内的阴极棍直径100-150mm，镀液槽的液位面以下的膜面的长度为500～1400mm，阳极板距离膜面的距离10-100mm，阴极棍与液面距离50-200mm。
其中，所述镀液槽内的阳极棍设置为可溶性阳极且阴阳极面积比大于2或不溶性阳极且阴阳极面积比大于0.4。
其中，所述镀液槽内的阴极棍直径130-200mm，镀液槽的液位面以下的膜面长度为800-2000mm，阳极板距离膜面的距离20-100mm，阴极棍与页面距离100-400mm。
其中，所述镀液槽内的阳极棍设置为可溶性阳极且阴阳极面积比大于2或不溶性阳极且阴阳极面积比大于0.4。
其中，所述镀液槽包括不溶性阳极金属钛板构成的镀液槽，所述金属钛板的正反面或正面二氧化铱镀层，且反面黏贴有耐腐蚀性的非导电材料。
其中，所述金属钛板结构包含不限于平板状，网状和瓦楞状；或采用可溶性阳极钛篮与阳极袋相结合配置磷铜球。
其中，所述放卷模块、前处理模块，第一沉积模块，第二沉积模块，清洗模块，保护层沉积模块，后处理模块，收卷模块，分为多段独立张力控制段，每段独立张力控制段之间设置有浮动张力调节机构。
其中，所述放卷模块包括放卷机构、展平机构和固定张力检测机构，放卷机构用于输出膜面，展平机构用于将膜面展平，固定张力检测机构用于检测展平机构输出的膜面的张力，放卷机构、展平机构、固定张力检测机构形成第一张力控制段，用于检测及控制放卷输出的膜面的张力和输出速度。
其中，所述第一张力控制段的膜面长度为1～2m。
其中，所述前处理模块、第一沉积模块、展平机构构成第二张力控制段，用于控制前处理及预镀过程中的膜面的张力和输出速度。
其中，所述第二张力控制段的膜面的长度为3～6m，所述第二张力控制段的膜面的自由膜的长度为100～800mm。
其中，所述第二沉积模块设置有多组第三张力控制段，每段第三张力控制段包括镀液槽、固定张力检测机构和镀液槽，膜面依次经镀液槽、固定张力检测机构进入后一个镀液槽。
其中，所述固定张力检测机构、清洗模块、保护层沉积模块构成第四张力控制段，用于检测及控制增厚后的膜面在清洁和保护层沉积过程中的张力和输出速度。
其中，所述后处理模块包括清洁模块、固定张力检测机构、烘干模块、切割模块，膜面依次经过清洁模块、固定张力检测辊、烘干模块、切割模块构成第五张力控制段，用于检测及控制烘干、切割时的膜面的张力及输出速度。
其中，所述收卷模块包括收卷机构、固定张力检测机构和活动摆架，膜面依次经过活动摆架、固定张力检测机构、进入收卷机构构成第六张力控制段，用于检测及控制收卷的膜面的张力和输送速度。
其中，所述第一沉积模块的镀液槽、第二沉积模块的镀液槽、微蚀洗池、清洗模块的尺寸及接口相同，相互匹配设置。
其中，所述保护层沉积模块包括平镀沉积机构，竖直挤液棍的主动辊直径与压辊直径比为1-5。
其中，所述保护层沉积模块包括采用V形镀时，挤液采用双面风刀，风刀与膜面夹角15-90°，风速13～40m/min。
本发明的有益之处：
一种超薄薄膜电化学沉积系统，放卷模块，用于放卷膜面；前处理模块，用于微蚀洗及清洁膜面的表面；第一沉积模块，用于对膜面的双面预镀沉积复合铜层；第二沉积模块，用于对膜面的复合铜层进行双面增厚沉积铜层；清洗模块，用于对膜面进行清洗；保护层沉积模块，用于在清洗后的膜面上沉积保护层；后处理模块，用于对膜面进行清洁、烘干、切割；收卷模块，用于收卷膜面。
采用本发明的超薄薄膜电化学沉积系统，可以快速进行超薄薄膜的电镀加工，一次即可完成双面电镀，加工效率高，并且机构设置合理，有效节约了生产成本，提高了生产效率，质量可控，张力控制精度高，超薄薄膜的外观性能好。
附图说明
图1是本发明的一种超薄薄膜电化学沉积装置的结构示意图。
图2是本发明的镀液槽的结构示意图。
图3是本发明的平镀沉积机构的结构示意图。
图4是本发明的V型镀沉积机构的结构示意图。
附图标记如下：
1-放卷模块；2-微蚀洗模块；3-清洗模块；4-预镀镀液槽；5-固定张力检测与控制系统；6-浮动张力检测与控制系统；7-增厚镀液槽；8-保护层沉积机构；9-烘干模块；10-切割模块；11-收卷模块；12-输送辊、27-风刀、28-主动辊、29-压辊、30-镀液槽、31-进液口、32-出液口。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进列进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例1
一种超薄薄膜电化学沉积系统，如图1、图2、图3、图4所示，包括放卷模块1，用于放卷膜面；前处理模块，用于微蚀洗及清洁膜面的表面；第一沉积模块，用于对膜面的双面预镀沉积复合铜层；第二沉积模块，用于对膜面的复合铜层进行双面增厚沉积铜层；清洗模块3，用于对膜面进行清洗；保护层沉积模块8，用于在清洗后的膜面上沉积保护层；后处理模块，用于对膜面进行清洁、烘干、切割；收卷模块11，用于收卷膜面。
采用本发明的超薄薄膜电化学沉积系统，可以快速进行超薄薄膜的电镀加工，一次即可完成双面电镀，加工效率高，并且机构设置合理，有效节约了生产成本，提高了生产效率，质量可控，张力控制精度高，超薄薄膜的外观性能好。
放卷模块1包括卷料轴和动力机构，动力机构驱动卷料轴运动，输出膜面。
前处理模块包括微蚀洗模块2、清洗模块3，也就是清洗池，解决膜面的外观性能，保持洁净，方便后续电镀的加工。微蚀洗池设置为一个充满溶液的池，膜面经过输送辊12进入池内，然后输出，清洗池与微蚀洗池之间设置有过渡辊，用于膜面的传输。
清洗模块3包括喷洗池和静洗池，喷洗池采用喷淋清洗，快速解决膜面的残余物，静洗池能够为膜面稳定的清洗效果，喷洗池包括设置于上方的喷头和溶液池，溶液池清洗膜面，喷头设置于膜面的两面，喷射液体，清除膜面表面的残余物。
所述第一沉积模块设置有1～10个预镀镀液槽4，膜面经输送辊12依次通过镀液槽30。预镀镀液槽4用于将膜面预镀金属层或非金属材料层，使其达到一定的厚度。
镀液槽30上方设置有两组过渡辊，每组过渡辊上下排布设置两个辊，膜面顺时针绕于第一个辊，逆时针绕设于第二个辊，两组过渡辊分别用于输入膜面和输出膜面，镀液槽30内设置有辊，用于传输膜面，使膜面经过镀液槽30内的液体。
所述第二沉积模块设置有2～40个增厚镀液槽7，膜面经输送辊12依次通过增厚镀液槽7。增厚镀液槽7用于在经过预镀镀液槽4内的膜面上继续镀金属层或非金属材料层，使其达到设定的指标。
所述第一沉积模块、第二沉积模块中每组镀液槽30之间设置有浮动张力检测与控制系统6，用于检测和调节前段的膜面的张力，每组镀液槽30为相邻的两个镀液槽30。浮动张力检测与控制系统6通过浮动控制调节膜面的张力。
所述第一沉积模块、第二沉积模块中每个镀液槽30设置有固定张力检测与控制系统5，用于检测和调节前段的膜面的张力。
所述镀液槽30内的阴极棍直径100-150mm，镀液槽30的液位面以下的膜面的长度为500～1400mm，阳极板距离膜面的距离10-100mm，阴极棍与液面距离50-200mm。
所述镀液槽30内的阳极棍设置为可溶性阳极且阴阳极面积比大于2或不溶性阳极且阴阳极面积比大于0.4；所述镀液槽30内的阴极棍直径130-200mm，镀液槽30的液位面以下的膜面长度为800-2000mm，阳极板距离膜面的距离20-100mm，阴极棍与页面距离100-400mm。
所述镀液槽30内的阳极棍设置为可溶性阳极且阴阳极面积比大于2或不溶性阳极且阴阳极面积比大于0.4。
所述镀液槽30包括不溶性阳极金属钛板构成的镀液槽30，所述金属钛板的正反面或正面二氧化铱镀层，且反面黏贴有耐腐蚀性的非导电材料；所述金属钛板结构包含不限于平板状，网状和瓦楞状；或采用可溶性阳极钛篮与阳极袋相结合配置磷铜球。可以有效避免电镀液对于槽体本身的腐蚀，使用寿命高。
所述保护层沉积模块8可以设置为平镀沉积机构或V形镀机构，当采用平镀时，竖直挤液棍的主动辊28直径与压辊29直径比为1-5；当采用V形镀时，挤液采用双面风刀27，风刀27与膜面夹角15-90°，风速13～40m/min。
V型镀时，能够去除膜面液体，使得液体残留膜面是一层薄薄的液膜，随着膜面运动，而不能形成水滴的状态；保持良好的加工性能。
V型镀是指在膜面位移的过程中，使用两个风刀27，也就是刮刀刮除膜面的液体，设置于保护层沉积池的出料端上方的膜面的正反两面，本发明的风刀27利用气流冲击膜面，从而刮除多余的液体，保持膜面的外观性能。
实施例2
本发明的膜的实施方式之一，如图2所示，本实施例的主要技术方案与实施例1基本相同，在本实施例中未作解释的特征，采用实施例1中的解释，再次不在进行赘述，本实施例与实施例1的区别在于：本实施例的方案为所述放卷模块1、前处理模块，第一沉积模块，第二沉积模块，清洗模块3，保护层沉积模块8，后处理模块，收卷模块11，分为多段独立张力控制段，每段独立张力控制段之间设置有浮动张力调节机构。
浮动张力调节机构，能够通过位置调节适应膜面张力变化，缓冲薄膜张力的突变；固定式张力检测可以设置为压力式张力检测结构，适用于相对位移极小，拉伸率较低的薄膜。
所述放卷模块1包括放卷机构、展平机构和固定张力检测机构，放卷机构用于输出膜面，展平机构用于将膜面展平，固定张力检测机构用于检测展平机构输出的膜面的张力，放卷机构、展平机构、固定张力检测机构形成第一张力控制段，用于检测及控制放卷输出的膜面的张力和输出速度。
所述第一张力控制段的膜面长度为1～2m。
所述前处理模块、第一沉积模块、展平机构构成第二张力控制段，用于控制前处理及预镀过程中的膜面的张力和输出速度。
所述第二张力控制段的膜面的长度为3～6m，所述第二张力控制段的膜面的自由膜的长度为100～800mm。
所述第二沉积模块设置有多组第三张力控制段，每段第三张力控制段包括镀液槽30、固定张力检测机构和镀液槽30，膜面依次经镀液槽30、固定张力检测机构进入后一个镀液槽30。
所述固定张力检测机构、清洗模块3、保护层沉积模块8构成第四张力控制段，用于检测及控制增厚后的膜面在清洁和保护层沉积过程中的张力和输出速度。
所述后处理模块包括清洗模块3、固定张力检测机构、烘干模块9、切割模块10，膜面依次经过清洗模块3、固定张力检测辊、烘干模块9、切割模块10构成第五张力控制段，用于检测及控制烘干、切割时的膜面的张力及输出速度。
其中，所述收卷模块11包括收卷机构、固定张力检测机构和活动摆架，膜面依次经过活动摆架、固定张力检测机构、进入收卷机构构成第六张力控制段，用于检测及控制收卷的膜面的张力和输送速度。
通过分段控制的张力控制机构，能够有效提高张力控制精度，避免了现有技术存在的长距离加工过程中，膜面由于张力发生形变、断裂等，降低了膜面的风险，提高了膜面的生产效率。
实施例3
本发明的膜的实施方式之一，如图1、图4所示，本实施例的主要技术方案与实施例1、实施例2基本相同，在本实施例中未作解释的特征，采用实施例1、实施例2中的解释，再次不在进行赘述，本实施例与实施例1、实施例2的区别在于：本实施例的方案为
所述第一沉积模块的镀液槽30、第二沉积模块的镀液槽30、微蚀洗池、清洗池的尺寸及接口相同，相互匹配设置。每个池内设置有两对进液口31和两对出液口32，用于池内或槽内的液体进液和排液。
采用上述设置的结构，可以在生产中，根据导电膜的需求和工艺参数，任意调整其位置，可以随意进行拆装，极大的提高了产线的适配性，根据不同的生产环境进行任意调整。
其中，以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。
Claims (24)
1.一种超薄薄膜电化学沉积系统，其特征在于：包括
放卷模块，用于放卷膜面；
前处理模块，用于微蚀洗及清洁膜面的表面；
第一沉积模块，用于对膜面的双面预镀沉积复合铜层；
第二沉积模块，用于对膜面的复合铜层进行双面增厚沉积铜层；
清洗模块，用于对膜面进行清洗；
保护层沉积模块，用于在清洗后的膜面上沉积保护层；
后处理模块，用于对膜面进行清洁、烘干、切割；
收卷模块，用于收卷膜面。
2.根据权利要求1所述的一种超薄薄膜电化学沉积系统，其特征在于：所述第一沉积模块、第二沉积模块中每组镀液槽之间设置有浮动张力检测与控制系统，用于检测和调节前段的膜面的张力，每组镀液槽为相邻的两个镀液槽。
3.根据权利要求1或2所述的一种超薄薄膜电化学沉积系统，其特征在于：所述第一沉积模块、第二沉积模块中每个镀液槽设置有固定张力检测与控制系统，用于检测和调节前段的膜面的张力。
4.根据权利要求1所述的一种超薄薄膜电化学沉积系统，其特征在于：所述第一沉积模块设置有1～10个预镀镀液槽，膜面经输送辊依次通过预镀镀液槽。
5.根据权利要求2所述的一种超薄薄膜电化学沉积系统，其特征在于：所述第二沉积模块设置有2～40个增厚镀液槽，膜面经输送辊依次通过增厚镀液槽。
6.根据权利要求4所述的一种超薄薄膜电化学沉积系统，其特征在于：所述预镀镀液槽内的阴极棍直径50-200mm，预镀镀液槽的液位面以下的膜面的长度为500～1400mm，阳极板距离膜面的距离10-100mm，阴极棍和膜面切线处和液面距离50-200mm。
7.根据权利要求6所述的一种超薄薄膜电化学沉积系统，其特征在于：所述预镀镀液槽内的阴极棍直径优选100-150mm。
8.根据权利要求7所述的一种超薄薄膜电化学沉积系统，其特征在于：所述预镀镀液槽内的阳极棍设置为可溶性阳极且阴阳极面积比大于2或不溶性阳极且阴阳极面积比大于0.4。
9.根据权利要求5所述的一种超薄薄膜电化学沉积系统，其特征在于：所述增厚镀液槽内的阴极棍直径130-200mm，增厚镀液槽的液位面以下的膜面长度为800-2000mm，阳极板距离膜面的距离20-100mm，阴极棍与页面距离100-400mm。
10.根据权利要求9所述的一种超薄薄膜电化学沉积系统，其特征在于：所述增厚镀液槽内的阳极棍设置为可溶性阳极且阴阳极面积比大于2或不溶性阳极且阴阳极面积比大于0.4。
11.根据权利要求2所述的一种超薄薄膜电化学沉积系统，其特征在于：所述镀液槽包括不溶性阳极金属钛板构成的镀液槽，所述金属钛板的正反面或正面二氧化铱镀层，且反面黏贴有耐腐蚀性的非导电材料。
12.根据权利要求11所述的一种超薄薄膜电化学沉积系统，其特征在于：所述金属钛板结构包含不限于平板状，网状和瓦楞状；或采用可溶性阳极钛篮与阳极袋相结合配置磷铜球。
13.根据权利要求1所述的一种超薄薄膜电化学沉积系统，其特征在于：所述放卷模块、前处理模块，第一沉积模块，第二沉积模块，清洗模块，保护层沉积模块，后处理模块，收卷模块，分为多段独立张力控制段，每段独立张力控制段之间设置有浮动张力调节机构。
14.根据权利要求13所述的一种超薄薄膜电化学沉积系统，其特征在于：所述放卷模块包括放卷机构、展平机构和固定张力检测机构，放卷机构用于输出膜面，展平机构用于将膜面展平，固定张力检测机构用于检测展平机构输出的膜面的张力，放卷机构、展平机构、固定张力检测机构形成第一张力控制段，用于检测及控制放卷输出的膜面的张力和输出速度。
15.根据权利要求14所述的一种超薄薄膜电化学沉积系统，其特征在于：所述第一张力控制段的膜面长度为1～2m。
16.根据权利要求14所述的一种超薄薄膜电化学沉积系统，其特征在于：所述前处理模块、第一沉积模块、展平机构构成第二张力控制段，用于控制前处理及预镀过程中的膜面的张力和输出速度。
17.根据权利要求16所述的一种超薄薄膜电化学沉积系统，其特征在于：所述第二张力控制段的膜面的长度为3～6m，所述第二张力控制段的膜面的自由膜的长度为100～800mm。
18.根据权利要求16所述的一种超薄薄膜电化学沉积系统，其特征在于：所述第二沉积模块设置有多组第三张力控制段，每段第三张力控制段包括镀液槽、固定张力检测机构和镀液槽，膜面依次经镀液槽、固定张力检测机构进入后一个镀液槽。
19.根据权利要求18所述的一种超薄薄膜电化学沉积系统，其特征在于：所述固定张力检测机构、清洗模块、保护层沉积模块构成第四张力控制段，用于检测及控制增厚后的膜面在清洁和保护层沉积过程中的张力和输出速度。
20.根据权利要求19所述的一种超薄薄膜电化学沉积系统，其特征在于：所述后处理模块包括清洁模块、固定张力检测机构、烘干模块、切割模块，膜面依次经过清洁模块、固定张力检测辊、烘干模块、切割模块构成第五张力控制段，用于检测及控制烘干、切割时的膜面的张力及输出速度。
21.根据权利要求20所述的一种超薄薄膜电化学沉积系统，其特征在于：所述收卷模块包括收卷机构、固定张力检测机构和活动摆架，膜面依次经过活动摆架、固定张力检测机构、进入收卷机构构成第六张力控制段，用于检测及控制收卷的膜面的张力和输送速度。
22.根据权利要求1所述的一种超薄薄膜电化学沉积系统，其特征在于：所述第一沉积模块的镀液槽、第二沉积模块的镀液槽、前处理模块、清洗模块的进出口及相应接口尺寸、定位相互匹配。
23.根据权利要求1所述的一种超薄薄膜电化学沉积系统，其特征在于：所述保护层沉积模块包括平镀沉积机构，竖直挤液棍的主动辊直径与压辊直径比为1-5。
24.根据权利要求1所述的一种超薄薄膜电化学沉积系统，其特征在于：所述保护层沉积模块包括采用V形镀时，挤液采用双面风刀，风刀与膜面夹角15-90°，风速13～40m/min。
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