CN110331421A

CN110331421A - 一种电解铜箔及其制造工艺

Info

Publication number: CN110331421A
Application number: CN201910358435.6A
Authority: CN
Inventors: 肖康才
Original assignee: JIANGSU HUAWEI COPPER INDUSTRY Co Ltd
Current assignee: JIANGSU HUAWEI COPPER INDUSTRY Co Ltd
Priority date: 2019-04-30
Filing date: 2019-04-30
Publication date: 2019-10-15

Abstract

本发明是一种电解铜箔及其制造工艺，通过电解铜电解液而得到，电解铜箔具有2至30微米的厚度,电解铜箔在常态下具有75kgf/mm至95kgf/mm的拉伸强度，在180℃×60分钟加热后的拉伸强度值为常态拉伸强度值的88％以上,热处理后的电解铜箔在常态下具有68kgf/mm至84kgf/mm的拉伸强度。本发明的电解铜箔，常态拉伸强度值为75kgf/mm2～95kgf/mm2，具有与磷青铜硬材料(质量等级：EH)同等或高的高水平拉伸强度，即使加热铜箔，其拉伸强度值的降低也少。

Description

一种电解铜箔及其制造工艺

技术领域

本发明涉及电解铜箔技术领域，尤其涉及一种电解铜箔及其制造工艺。

背景技术

电解铜箔有着良好的市场前景和发展机遇，同时对电解铜箔的性能要求非常高，特别是对电解铜箔的高温延伸性能提出了很高的要求，如果高温延伸性能不好，就会出现电解铜箔经多次压板升温或焊接过程发生电解铜箔线路断裂现象。现电解铜箔大都是进口的，成本较高。

目前国内电解铜箔生产厂家采用的生产方法和添加剂各不相同，大都采用明胶、盐酸等简单的添加剂，高温延伸率一般小于3％，这样的高温延伸率是无法满足需要的，所以开发一种新的生产高温高延展电解铜箔技术是刻不容缓的。

发明内容

为克服现有技术中存在的电解铜箔经多次压板升温或焊接过程发生电解铜箔线路断裂现象的问题，本发明提供了一种电解铜箔及其制造工艺。

一种电解铜箔，通过电解铜电解液而得到，电解铜箔具有2至30微米的厚度,电解铜箔在常态下具有75kgf/mm至95kgf/mm的拉伸强度，在180℃×60分钟加热后的拉伸强度值为常态拉伸强度值的88％以上,热处理后的电解铜箔在常态下具有68kgf/mm至84kgf/mm的拉伸强度。

作为优选，一种电解铜箔，所述电解铜箔包括：第一表面以及第二表面，第二表面和第一表面相对，第一表面和第二表面的每一个具有10至100的波峰数粗糙度，第一表面和第二表面的每一个的波峰数粗糙度为在随机选择的三个点处测量的波峰数粗糙度数值的平均值，所述粗糙度的平均值≤3μm，且波峰的最小间距在大于等于4μm。

作为优选，一种电解铜箔，所述电解铜箔的第一表面未附着树脂膜，所述电解铜箔的第二表面附着有树脂膜。

作为优选，一种电解铜箔，所述电解铜箔的第一表面和第二表面进行了粗糙化处理、防锈处理、硅烷偶合剂处理。

作为优选，一种电解铜箔，所述电解铜箔中的碘含有量为0.005质量％以上且0.05质量％以下，氯含有量在0.003质量％以下的范围。

一种电解铜箔的制造工艺：

步骤一：将阴极铜送至溶铜罐中，将阴极铜、浓硫酸、软水、蒸汽混合溶解，配成硫酸铜电解液；调节硫酸铜电解液中的铜含量、硫酸含量、锌含量、铁含量、氯含量以及温度；

步骤二：将上述处理好的硫酸铜电解液经过滤除去杂质后送至高位槽，在高位槽中将添加剂添加到硫酸铜电解液中，再将该添加有所述添加剂的硫酸铜电解液送至电解槽内进行电解生箔；

步骤三：在线切边和在线防氧化：将上述电解出来的铜箔再依次经过在线切边处理和在线防氧化防锈处理后制备得到所需铜箔半成品；

步骤四：将上述铜箔半成品进行粗糙化处理、硅烷偶合剂处理；

步骤五：将步骤四的铜箔半成品再进行检查包装后，则得到所需铜箔成品。

作为优选，一种电解铜箔的制造工艺，在电解液中连续添加添加剂，能得到性能稳定的电解铜箔；所述添加剂为混合物A或者为铜光亮剂、明胶、羟乙基纤维素、十二烷基苯磺酸钠、丙烯基硫脲、聚丙烯酰胺中的一种或几种与混合物A混合使用，其中混合物A为聚乙二醇PEG、烯丙醇聚氧烷基醚、邻苯甲酰磺酰亚胺、聚二硫二丙烷磺酸、干酪素中的任意二种或三种的百分比混合，添加剂的使用直接用软水或电解液溶解。

作为优选，一种电解铜箔的制造工艺，电解液中杂质总量不超过0.2％，电解铜箔生产电流密度在20-50A/dm2。

作为优选，一种电解铜箔的制造工艺，所述硫酸铜溶液的碘浓度在1mg/L～5.0mg/L范围，氯浓度为2.0mg/L，电解液净化。

作为优选，一种电解铜箔的制造工艺，在线切边处理是利用在线切边机将电解所得铜箔的边缘不整齐的部分切除掉；在线防氧化防锈处理是将切边好的铜箔经过在线防氧化防锈处理槽，利用防氧化防锈处理槽内的电镀液对铜箔进行电镀防氧化防锈层后收卷。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：1、本发明的电解铜箔，常态拉伸强度值为75kgf/mm2～95kgf/mm2，具有与磷青铜硬材料(质量等级：EH)同等或高的高水平拉伸强度，即使加热铜箔，其拉伸强度值的降低也少；2、本发明的电解铜箔用添加剂，其配方中各组分的用量均是优化所得，实际操作时，只需根据具体情况调节添加剂的流量即可满足多种规格铜箔的要求；3、本发明的电解铜箔生产工艺并未对现有电解铜箔生产工艺进行大的改动，只是对生产工艺中的硫酸铜电解液工艺条件、电解生箔工艺条件和在线防氧化电镀液工艺条件进行了优化，不但可制备得到符合本发明要求的电解铜箔，而且不会造成现有生产工艺装置的浪费。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图和实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

实施例1：

一种电解铜箔，通过电解铜电解液而得到，电解铜箔具有2至30微米的厚度,电解铜箔在常态下具有75kgf/mm至95kgf/mm的拉伸强度，在180℃×60分钟加热后的拉伸强度值为常态拉伸强度值的88％以上,热处理后的电解铜箔在常态下具有68kgf/mm至84kgf/mm的拉伸强度。所谓该常态拉伸强度，是指于室温下以一定速度进行拉伸试验，测定直至断裂时的荷重的变化，从最大荷重计算得到的机械特性。而且，上述拉伸强度值，是对从旋转阴极剥离的电解铜箔没有进行任何处理的原样状态下进行测定所得到的值。通过该测定，也可同时得到常态拉伸率的测定结果。现有技术的电解铜箔，通常的常态拉伸强度值在60kgf/mm2以下(一般处于30kgf/mm2～45kgf/mm2的范围)，不存在呈现大于 70kgf/mm2的常态拉伸强度值的制品。本发明的电解铜箔，常态拉伸强度值为75kgf/mm2～95kgf/mm2，具有与磷青铜硬材料(质量等级：EH)同等或高的高水平拉伸强度。即使加热铜箔，其拉伸强度值的降低也少。

本发明的电解铜箔，制造后经过30天后的常态拉伸强度值也为65kgf/mm2 以上。一般情况下，作为电解铜箔的质量保证期间，要求最少3个月，因此，采用制造后经过3个月后的常态拉伸强度进行品质保证。然而，电解铜箔的机械特性，有下述倾向，即，即使于室温下保存，也从刚制造后开始发生经时变化，当制造后经过30天而稳定化，其后只要于室温保存，就不会发生显著的机械特性变化。测定制造后经过30天的常态拉伸强度，则对本发明涉及的电解铜箔进行品质保证在事实上成为可能。

作为优选，一种电解铜箔，所述电解铜箔包括：第一表面以及第二表面，第二表面和第一表面相对，第一表面和第二表面的每一个具有10至100的波峰数粗糙度，第一表面和第二表面的每一个的波峰数粗糙度为在随机选择的三个点处测量的波峰数粗糙度数值的平均值，所述粗糙度的平均值≤3μm，且波峰的最小间距在大于等于4μm。，所述电解铜箔的第一表面具有在2.21至4.09范围内的表面系数，和其中所述SC是指所述电解铜箔的第一表面的实际表面积与单位测量面积的比值。

作为优选，一种电解铜箔，所述电解铜箔的第一表面未附着树脂膜，所述电解铜箔的第二表面附着有树脂膜。所述电解铜箔的第二表面设置有由选自锌、锌合金、铬、铬合金、氧化锌和氧化铬的至少一种材料制成的保护层。附着树脂膜的电解铜箔的第二表面可设置有铜结节(nodule)层以确保与树脂膜的物理粘合力，并且可以通过在电解铜箔的第二表面上形成铜结节的核(nucleus) 并且对其进行电镀工艺以使核生长来制备铜结节层。

作为优选，一种电解铜箔，所述电解铜箔中的碘含有量为0.005质量％以上且0.05质量％以下，氯含有量在0.003质量％以下的范围。当该碘含有量不足0.003质量％时，任何特性都不稳定，产品品质的稳定变得困难。另一方面，如果电解铜箔中的碘含有量为0.005质量％以上，则即使电解铜箔中的氯含有量变动，也能表现出稳定的物理特性，如果该碘含有量超过0.05质量％，则上述所有特性均无法得到进一步提高，反而会导致电解铜箔的脆化，弯曲特性变差，且肉眼观察下的外观品质的降低也有变严重的倾向，从而碘含有量优选为0.05 质量％以下。

如图1所示，一种电解铜箔的制造工艺：

作为优选，一种电解铜箔的制造工艺，电解液中杂质总量不超过0.2％，杂质含有量为0.2％以下，则电解铜箔的韧性增强，延展率和拉伸强度表现出良好的平衡性。铜电解液的温度为40℃～60℃，电解铜箔生产电流密度在 20-50A/dm2。当溶液温度不足40℃时，缺乏电解的稳定性，得到的电解铜箔的拉伸强度和延展率等物理强度的偏差有变大的倾向。如果溶液温度超过60℃，则溶液中的水分蒸发加剧，溶液组成的稳定性不足，从而使工序管理变得复杂。

作为优选，一种电解铜箔的制造工艺，调节硫酸铜电解液中的铜含量为90～150g/L、硫酸含量为100～170g/L、锌含量为小于3500mg/L、铁含量为小于3500mg/L 温度为40～60℃。

作为优选，一种电解铜箔的制造工艺，电解生箔的工艺条件为电解电流20000～25000A、阴极辊线速度0.3～0.5m/min、电解液流量40～50m3/h和添加剂的流量为7～ 9L/h。

作为优选，一种电解铜箔的制造工艺，所述防氧化防锈槽内电镀液中，pH值为 2.0～3.0、CrO 3含量为1.00～1.50g/L、Zn 2+含量为0.3～1.0g/L、Ni 2+含量为2.0～ 5.0和温度为25～40℃。

上述说明示出并描述了本发明的优选实施例，如前所述，应当理解本发明并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述发明构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本发明的精神和范围，则都应在本发明所附权利要求的保护范围内。

Claims

1.一种电解铜箔，其特征在于：通过电解铜电解液而得到，电解铜箔具有2至30微米的厚度,电解铜箔在常态下具有75kgf/mm至95kgf/mm的拉伸强度，在180℃×60分钟加热后的拉伸强度值为常态拉伸强度值的88％以上,热处理后的电解铜箔在常态下具有68kgf/mm至84kgf/mm的拉伸强度。

2.根据权利要求1所述一种电解铜箔，其特征在于：所述电解铜箔包括：第一表面以及第二表面，第二表面和第一表面相对，第一表面和第二表面的每一个具有10至100的波峰数粗糙度，第一表面和第二表面的每一个的波峰数粗糙度为在随机选择的三个点处测量的波峰数粗糙度数值的平均值，所述粗糙度的平均值≤3μm，且波峰的最小间距在大于等于4μm。

3.根据权利要求2所述一种电解铜箔，其特征在于：所述电解铜箔的第一表面未附着树脂膜，所述电解铜箔的第二表面附着有树脂膜。

4.根据权利要求1所述一种电解铜箔，其特征在于：所述电解铜箔的第一表面和第二表面进行了粗糙化处理、防锈处理、硅烷偶合剂处理。

5.根据权利要求1所述一种电解铜箔，其特征在于：所述电解铜箔中的碘含有量为0.005质量％以上且0.05质量％以下，氯含有量在0.003质量％以下的范围。

6.一种如权利要求1的电解铜箔的制造工艺，其特征在于：

7.根据权利要求6所述一种电解铜箔的制造工艺，其特征在于：在电解液中连续添加添加剂，能得到性能稳定的电解铜箔；所述添加剂为混合物A或者为铜光亮剂、明胶、羟乙基纤维素、十二烷基苯磺酸钠、丙烯基硫脲、聚丙烯酰胺中的一种或几种与混合物A混合使用，其中混合物A为聚乙二醇PEG、烯丙醇聚氧烷基醚、邻苯甲酰磺酰亚胺、聚二硫二丙烷磺酸、干酪素中的任意二种或三种的百分比混合，添加剂的使用直接用软水或电解液溶解。

8.根据权利要求6所述一种电解铜箔的制造工艺，其特征在于：电解液中杂质总量不超过0.2％，电解铜箔生产电流密度在20-50A/dm2。

9.根据权利要求1所述一种电解铜箔的制造工艺，其特征在于：所述硫酸铜溶液的碘浓度在1mg/L～5.0mg/L范围，氯浓度为2.0mg/L，电解液净化。

10.根据权利要求6所述一种电解铜箔的制造工艺，其特征在于：在线切边处理是利用在线切边机将电解所得铜箔的边缘不整齐的部分切除掉；在线防氧化防锈处理是将切边好的铜箔经过在线防氧化防锈处理槽，利用防氧化防锈处理槽内的电镀液对铜箔进行电镀防氧化防锈层后收卷。