CN112605121B - 一种pcb板用铜铝复合箔及其制备工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种PCB板用铜铝复合箔及其制备工艺，该铜铝复合箔由如下重量份的原料组成：铝合金9份、铜1份；该铜铝复合箔的制备工艺包括铸轧复合、首次冷轧、首次中间退火、二次冷轧、二次中间退火、箔轧、分切、包装八个步骤。本发明制得的铜铝复合箔厚度小，节省原料，降低PCB板的生产成本，且表面美观、细腻，铜铝复合箔表面无丝纹和松树纹的产生，针孔数≦15个/inch2，制备工艺简单，具有广泛的工业应用前景。
Description
技术领域
本发明属于PCB板生产技术领域，特别是涉及一种PCB板用铜铝复合箔及其制备工艺。
背景技术
PCB板又称印刷线路板，是重要的电子部件，是电子元器件的支撑体。PCB铝基覆铜板具有良好的导热性、电绝缘性能和机加工性能。PCB铝基覆铜板主要包括金属线路板材料、铜箔、导热绝缘层及铝基板组成，具有高导热性，适合于钻孔、冲剪及切割等常规机械加工，适合功率组件表面贴装技术（SMT）工艺，无需散热器，体积大大缩小、散热效果好，有良好的绝缘性能和机械性能。
目前，现有技术中在制备PCB铝基覆铜板时，常常采用层层粘附的方式制备，不仅制备工艺复杂，而且制成的PCB板厚度很大，造成原料的浪费，制备成本高。
发明内容
本发明的目的是提供一种PCB板用铜铝复合箔及其制备工艺，以解决现有技术中的PCB铝基覆铜板存在制备工艺复杂，PCB板厚度很大、造成原料的浪费，制备成本高的技术问题。
本发明提供一种PCB板用铜铝复合箔，该铜铝复合箔由如下重量份的原料组成：铝合金9份、铜1份。
优选地，所述铝合金为1060铝合金，铜为紫铜，且两者均为板状结构。
本发明还提供了一种PCB板用铜铝复合箔的制备工艺，包括以下步骤：
步骤（1）铸轧复合：按重量份比称取铝合金板和铜板，将铝合金板在680℃～770℃条件下进行熔炼，形成铝合金液，将铝合金液制成半固态的浆料，将所得浆料浇注在预热后的铜板上，铸轧成坯料；
步骤（2）首次冷轧：将步骤（1）得到的坯料冷却至室温后，经过首次冷轧处理，得到冷轧坯料；
步骤（3）首次中间退火：将步骤（2）得到的冷轧坯料升温至300℃～350℃，升温时间为5～12h，并在300℃～350℃温度下保温20h，进行首次退火处理；
步骤（4）二次冷轧：将步骤（3）得到的坯料冷却至室温后，进行二次冷轧处理；
步骤（5）二次中间退火：将步骤（4）得到的坯料升温至300℃～350℃，升温时间为5～12h，并在300℃～350℃温度下保温20h，进行二次退火处理；
步骤（6）箔轧：将步骤（5）得到的坯料进行箔轧，采用无辊缝轧制，轧制速度控制在800-900m/min，开卷张力控制在40-60N/mm2，卷取张力为50-60N/mm2，制备得到的铜铝复合箔的尺寸为宽500mm，厚度为0.035-0.1mm；
步骤（7）分切：将步骤（6）得到的铜铝复合箔进行分切，分切速度为400-450m/min，按照产品的规格，调整分切刀的位置和角度，分切至相应规格；
步骤（8）包装：对步骤（7）中分切得到的产品的尺寸、表面进行检查，检查完成后进行包装。
优选地，步骤（1）中铝合金板的厚度为6.0 mm -7.0mm。
优选地，步骤（1）中铜板的预热温度为380℃~500℃，轧辊压下量控制在28％～35％，轧制的速度为40-110mm/min。
优选地，步骤（2）和步骤（4）中，冷轧的开卷张力均为15-20/mm2，卷取张力均为25-35N/mm2，轧制速度均为800-1000mm/min，且最终道次的冷轧均使用激光毛化辊进行轧制，最终道次的冷轧压下量均控制在28％～30％。
优选地，步骤（3）、步骤（5）中退火的气体氛围为真空或Ar2或N2。
优选地，所述步骤（6）中制备得到的铜铝复合箔的尺寸为宽500mm，厚0.05mm。
优选地，所述步骤（6）中制备得到的铜铝复合箔的尺寸为宽500mm，厚0.055mm。
本发明的有益效果：制备工艺简单，制备得到的铜铝复合箔厚度小，节省原料，降低PCB板的生产成本，且表面美观、细腻，铜铝复合箔表面无丝纹和松树纹的产生，针孔数≦15个/inch2，具有广泛的工业应用前景。
具体实施方式
下面对本发明的实施例作详细说明，本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
本发明提供一种PCB板用铜铝复合箔，该铜铝复合箔由如下重量份的原料组成：铝合金9份、铜1份。铝合金与铜的重量百分比小于9时，产品的延伸率和导电性都将受到影响，铝合金与铜的重量百分比大于9时，会影响到铜铝复合箔的强度。
优选地，所述铝合金为1060铝合金，铜为紫铜，且两者均为板状结构。1060铝合金中各原料的重量百分比如下：Si 0.25％，Fe 0.35％，Cu 0.05％，Mn 0.03％，Mg 0.03％，Zn0.05％，Ti 0.03％，余量为Al。1060铝合金具有良好的延伸率以及抗拉强度，具有高的可塑性、耐蚀性、导电性和导热性。
本发明还提供了一种PCB板用铜铝复合箔的制备工艺，包括以下步骤：
步骤（1）铸轧复合：按重量份比称取铝合金板和铜板，将铝合金板在680℃～770℃条件下进行熔炼，形成铝合金液，将铝合金液制成半固态的浆料，将所得浆料浇注在预热后的铜板上，铸轧成坯料；对铜板进行预热，减少铜铝之间的温度差，有利于两者之间的结合；
步骤（2）首次冷轧：将步骤（1）得到的坯料冷却至室温后，经过首次冷轧处理，得到冷轧坯料；
步骤（3）首次中间退火：将步骤（2）得到的冷轧坯料升温至300℃～350℃，升温时间为5～12h，并在300℃～350℃温度下保温20h，进行首次退火处理；有利于保证铜铝复合箔各处成分均匀，保温温度高于350℃，铜铝复合箔表面会产生高温氧化，影响产品质量，保温温度低于300℃或保温时间过短则达不到成分均匀化的效果，保温时间超过此范围，则生产效率低，能耗大，生产成本高；
步骤（4）二次冷轧：将步骤（3）得到的坯料冷却至室温后，进行二次冷轧处理；
步骤（5）二次中间退火：将步骤（4）得到的坯料升温至300℃～350℃，升温时间为5～12h，并在300℃～350℃温度下保温20h，进行二次退火处理；
步骤（6）箔轧：将步骤（5）得到的坯料进行箔轧，采用无辊缝轧制，轧制速度控制在800-900m/min，开卷张力控制在40-60N/mm2，卷取张力为50-60N/mm2，制备得到的铜铝复合箔的尺寸为宽500mm，厚度为0.035-0.1mm；
步骤（7）分切：将步骤（6）得到的铜铝复合箔进行分切，分切速度为400-450m/min，按照产品的规格，调整分切刀的位置和角度，分切至相应规格；
步骤（8）包装：对步骤（7）中分切得到的产品的尺寸、表面进行检查，检查完成后进行包装。
优选地，步骤（1）中铝合金板的厚度为6.0 mm -7.0mm。
优选地，步骤（1）中铜板的预热温度为380℃~500℃，若温度低于380℃，则达不到预热的效果，若温度高于500℃，会导致铜板表面氧化严重，阻碍铜的扩散，不利于两者之间的结合，轧辊压下量控制在28％～35％，轧制的速度为40-110mm/min。
优选地，步骤（2）和步骤（4）中，冷轧的开卷张力均为15-20/mm2，卷取张力均为25-35N/mm2，轧制速度均为800-1000mm/min，且最终道次的冷轧均使用激光毛化辊进行轧制，最终道次的冷轧压下量均控制在28％～30％。提高了产品的质量，使轧制出的铜铝复合箔表面无丝纹和松树纹的产生，表面美观、细腻，能够满足使用要求。
优选地，步骤（3）、步骤（5）中退火的气体氛围为真空或Ar2或N2。
优选地，所述步骤（6）中制备得到的铜铝复合箔的尺寸为宽500mm，厚0.05mm。
优选地，所述步骤（6）中制备得到的铜铝复合箔的尺寸为宽500mm，厚0.055mm。
实施例1
一种PCB板用铜铝复合箔，该铜铝复合箔由如下重量份的原料组成：1060铝合金板9份、铜板1份，铜为紫铜。
本发明还提供了一种PCB板用铜铝复合箔的制备工艺，包括以下步骤：
步骤（1）铸轧复合：按重量份比称取1060铝合金板和铜板，将厚度为6.0 mm的1060铝合金板在680℃～770℃条件下进行熔炼，形成铝合金液，将铝合金液制成半固态的浆料，将所得浆料浇注在预热后的铜板上，铸轧成坯料，轧辊压下量控制在28％～35％，轧制的速度为40-110mm/min，铜板的预热温度为380℃；
步骤（2）首次冷轧：将步骤（1）得到的坯料冷却至室温后，经过首次冷轧处理，得到冷轧坯料，冷轧的开卷张力为15-20/mm2，卷取张力为25-35N/mm2，轧制速度均为800-1000mm/min，且最终道次的冷轧均使用激光毛化辊进行轧制，最终道次的冷轧压下量均控制在28％～30％；
步骤（3）首次中间退火：将步骤（2）得到的冷轧坯料升温至300℃，升温时间为5～12h，并在300℃温度下保温20h，进行首次退火处理，退火的气体氛围为真空；
步骤（4）二次冷轧：将步骤（3）得到的坯料冷却至室温后，进行二次冷轧处理；冷轧的开卷张力为15-20/mm2，卷取张力为25-35N/mm2，轧制速度均为800-1000mm/min，且最终道次的冷轧均使用激光毛化辊进行轧制，最终道次的冷轧压下量均控制在28％～30％；
步骤（5）二次中间退火：将步骤（4）得到的坯料升温至300℃，升温时间为5～12h，并在300℃温度下保温20h，进行二次退火处理，退火的气体氛围为真空；
步骤（6）箔轧：将步骤（5）得到的坯料进行箔轧，采用无辊缝轧制，轧制速度控制在800-900m/min，开卷张力控制在40-60N/mm2，卷取张力为50-60N/mm2，制备得到的铜铝复合箔的尺寸为宽500mm，厚度为0.035 mm；
步骤（7）分切：将步骤（6）得到的铜铝复合箔进行分切，分切速度为400-450m/min，按照产品的规格，调整分切刀的位置和角度，分切至相应规格；
步骤（8）包装：对步骤（7）中分切得到的产品的尺寸、表面进行检查，检查完成后进行包装。
实施例2
一种PCB板用铜铝复合箔，该铜铝复合箔由如下重量份的原料组成：1060铝合金板9份、铜板1份，铜为紫铜。
本发明还提供了一种PCB板用铜铝复合箔的制备工艺，包括以下步骤：
步骤（1）铸轧复合：按重量份比称取1060铝合金板和铜板，将厚度为7.0mm的1060铝合金板在680℃～770℃条件下进行熔炼，形成铝合金液，将铝合金液制成半固态的浆料，将所得浆料浇注在预热后的铜板上，铸轧成坯料，轧辊压下量控制在28％～35％，轧制的速度为40-110mm/min，铜板的预热温度为500℃；
步骤（2）首次冷轧：将步骤（1）得到的坯料冷却至室温后，经过首次冷轧处理，得到冷轧坯料，冷轧的开卷张力为15-20/mm2，卷取张力为25-35N/mm2，轧制速度均为800-1000mm/min，且最终道次的冷轧均使用激光毛化辊进行轧制，最终道次的冷轧压下量均控制在28％～30％；
步骤（3）首次中间退火：将步骤（2）得到的冷轧坯料升温至350℃，升温时间为5～12h，并在350℃温度下保温20h，进行首次退火处理，退火的气体氛围为Ar2；
步骤（4）二次冷轧：将步骤（3）得到的坯料冷却至室温后，进行二次冷轧处理；冷轧的开卷张力为15-20/mm2，卷取张力为25-35N/mm2，轧制速度均为800-1000mm/min，且最终道次的冷轧均使用激光毛化辊进行轧制，最终道次的冷轧压下量均控制在28％～30％；
步骤（5）二次中间退火：将步骤（4）得到的坯料升温至350℃，升温时间为5～12h，并在350℃温度下保温20h，进行二次退火处理，退火的气体氛围为Ar2；
步骤（6）箔轧：将步骤（5）得到的坯料进行箔轧，采用无辊缝轧制，轧制速度控制在800-900m/min，开卷张力控制在40-60N/mm2，卷取张力为50-60N/mm2，制备得到的铜铝复合箔的尺寸为宽500mm，厚度为0.1 mm；
步骤（7）分切：将步骤（6）得到的铜铝复合箔进行分切，分切速度为400-450m/min，按照产品的规格，调整分切刀的位置和角度，分切至相应规格；
步骤（8）包装：对步骤（7）中分切得到的产品的尺寸、表面进行检查，检查完成后进行包装。
实施例3
一种PCB板用铜铝复合箔，该铜铝复合箔由如下重量份的原料组成：1060铝合金板9份、铜板1份，铜为紫铜。
本发明还提供了一种PCB板用铜铝复合箔的制备工艺，包括以下步骤：
步骤（1）铸轧复合：按重量份比称取1060铝合金板和铜板，将厚度为6.5mm的1060铝合金板在680℃～770℃条件下进行熔炼，形成铝合金液，将铝合金液制成半固态的浆料，将所得浆料浇注在预热后的铜板上，铸轧成坯料，轧辊压下量控制在28％～35％，轧制的速度为40-110mm/min，铜板的预热温度为430℃；
步骤（2）首次冷轧：将步骤（1）得到的坯料冷却至室温后，经过首次冷轧处理，得到冷轧坯料，冷轧的开卷张力为15-20/mm2，卷取张力为25-35N/mm2，轧制速度均为800-1000mm/min，且最终道次的冷轧均使用激光毛化辊进行轧制，最终道次的冷轧压下量均控制在28％～30％；
步骤（3）首次中间退火：将步骤（2）得到的冷轧坯料升温至330℃，升温时间为5～12h，并在330℃温度下保温20h，进行首次退火处理，退火的气体氛围为N2；
步骤（4）二次冷轧：将步骤（3）得到的坯料冷却至室温后，进行二次冷轧处理；冷轧的开卷张力为15-20/mm2，卷取张力为25-35N/mm2，轧制速度均为800-1000mm/min，且最终道次的冷轧均使用激光毛化辊进行轧制，最终道次的冷轧压下量均控制在28％～30％；
步骤（5）二次中间退火：将步骤（4）得到的坯料升温至330℃，升温时间为5～12h，并在330℃温度下保温20h，进行二次退火处理，退火的气体氛围为N2；
步骤（6）箔轧：将步骤（5）得到的坯料进行箔轧，采用无辊缝轧制，轧制速度控制在800-900m/min，开卷张力控制在40-60N/mm2，卷取张力为50-60N/mm2，制备得到的铜铝复合箔的尺寸为宽500mm，厚度为0.05 mm；
步骤（7）分切：将步骤（6）得到的铜铝复合箔进行分切，分切速度为400-450m/min，按照产品的规格，调整分切刀的位置和角度，分切至相应规格；
步骤（8）包装：对步骤（7）中分切得到的产品的尺寸、表面进行检查，检查完成后进行包装。
实施例4
一种PCB板用铜铝复合箔，该铜铝复合箔由如下重量份的原料组成：1060铝合金板9份、铜板1份，铜为紫铜。
本发明还提供了一种PCB板用铜铝复合箔的制备工艺，包括以下步骤：
步骤（1）铸轧复合：按重量份比称取1060铝合金板和铜板，将厚度为6.8mm的1060铝合金板在680℃～770℃条件下进行熔炼，形成铝合金液，将铝合金液制成半固态的浆料，将所得浆料浇注在预热后的铜板上，铸轧成坯料，轧辊压下量控制在28％～35％，轧制的速度为40-110mm/min，铜板的预热温度为460℃；
步骤（2）首次冷轧：将步骤（1）得到的坯料冷却至室温后，经过首次冷轧处理，得到冷轧坯料，冷轧的开卷张力为15-20/mm2，卷取张力为25-35N/mm2，轧制速度均为800-1000mm/min，且最终道次的冷轧均使用激光毛化辊进行轧制，最终道次的冷轧压下量均控制在28％～30％；
步骤（3）首次中间退火：将步骤（2）得到的冷轧坯料升温至340℃，升温时间为5～12h，并在340℃温度下保温20h，进行首次退火处理，退火的气体氛围为Ar2；
步骤（4）二次冷轧：将步骤（3）得到的坯料冷却至室温后，进行二次冷轧处理；冷轧的开卷张力为15-20/mm2，卷取张力为25-35N/mm2，轧制速度均为800-1000mm/min，且最终道次的冷轧均使用激光毛化辊进行轧制，最终道次的冷轧压下量均控制在28％～30％；
步骤（5）二次中间退火：将步骤（4）得到的坯料升温至340℃，升温时间为5～12h，并在340℃温度下保温20h，进行二次退火处理，退火的气体氛围为Ar2；
步骤（6）箔轧：将步骤（5）得到的坯料进行箔轧，采用无辊缝轧制，轧制速度控制在800-900m/min，开卷张力控制在40-60N/mm2，卷取张力为50-60N/mm2，制备得到的铜铝复合箔的尺寸为宽500mm，厚度为0.055mm；
步骤（7）分切：将步骤（6）得到的铜铝复合箔进行分切，分切速度为400-450m/min，按照产品的规格，调整分切刀的位置和角度，分切至相应规格；
步骤（8）包装：对步骤（7）中分切得到的产品的尺寸、表面进行检查，检查完成后进行包装。
将实施例1-4制备得到的铜铝复合箔进行厚度、表面性能测试，测试结果见表1。
表1
由上述试验数据可以看出，采用本发明所述的制备工艺，制得的铜铝复合箔厚度小，表面美观、细腻，铝箔表面无丝纹和松树纹的产生，针孔数≦15个/inch2，制备工艺简单，路线成熟，具有广泛的工业应用前景。
以上所述的仅是本发明的一些实施方式。对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。
Claims (3)
1.一种PCB板用铜铝复合箔的制备工艺，其特征在于：该铜铝复合箔由如下重量份的原料组成：铝合金9份、铜1份；所述铝合金为1060铝合金，铜为紫铜，且两者均为板状结构；该PCB板用铜铝复合箔的制备工艺包括以下步骤：
步骤（1）铸轧复合：按重量份比称取铝合金板和铜板，铝合金板的厚度为6.0mm -7.0mm，将铝合金板在680℃～770℃条件下进行熔炼，形成铝合金液，将铝合金液制成半固态的浆料，将所得浆料浇注在预热后的铜板上，铸轧成坯料；铜板的预热温度为380℃~500℃，轧辊压下量控制在28％～35％，轧制的速度为40-110mm/min；
步骤（2）首次冷轧：将步骤（1）得到的坯料冷却至室温后，经过首次冷轧处理，得到冷轧坯料；冷轧的开卷张力为15-20/mm2，卷取张力为25-35N/mm2，轧制速度为800-1000mm/min，且最终道次的冷轧使用激光毛化辊进行轧制，最终道次的冷轧压下量控制在28％～30％；
步骤（3）首次中间退火：将步骤（2）得到的冷轧坯料升温至300℃～350℃，升温时间为5～12h，并在300℃～350℃温度下保温20h，进行首次退火处理，退火的气体氛围为真空或Ar2或N2；
步骤（4）二次冷轧：将步骤（3）得到的坯料冷却至室温后，进行二次冷轧处理；冷轧的开卷张力为15-20/mm2，卷取张力为25-35N/mm2，轧制速度为800-1000mm/min，且最终道次的冷轧使用激光毛化辊进行轧制，最终道次的冷轧压下量控制在28％～30％；
步骤（5）二次中间退火：将步骤（4）得到的坯料升温至300℃～350℃，升温时间为5～12h，并在300℃～350℃温度下保温20h，进行二次退火处理，退火的气体氛围为真空或Ar2或N2；
步骤（6）箔轧：将步骤（5）得到的坯料进行箔轧，采用无辊缝轧制，轧制速度控制在800-900m/min，开卷张力控制在40-60N/mm2，卷取张力为50-60N/mm2，制备得到的铜铝复合箔的尺寸为宽500mm，厚度为0.035-0.1mm；
步骤（7）分切：将步骤（6）得到的铜铝复合箔进行分切，分切速度为400-450m/min，按照产品的规格，调整分切刀的位置和角度，分切至相应规格；
步骤（8）包装：对步骤（7）中分切得到的产品的尺寸、表面进行检查，检查完成后进行包装。
2.根据权利要求1所述的一种PCB板用铜铝复合箔的制备工艺，其特征在于：所述步骤（6）中制备得到的铜铝复合箔的尺寸为宽500mm，厚0.05mm。
3.根据权利要求1所述的一种PCB板用铜铝复合箔的制备工艺，其特征在于：所述步骤（6）中制备得到的铜铝复合箔的尺寸为宽500mm，厚0.055mm。
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