CN112746164A - 一种电子铜箔应力消除装置及消除方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种消除铜箔应力的装置，包括加热机构，还包括：输送平台，所述输送平台能够相对于加热机构入口前后移动；运输车，所述运输车置于输送平台内，用于承载铜箔卷，且所述运输车能够通过驱动机构移至加热机构内用于消除铜箔应力并在应力消除后移出加热机构，所述加热机构为卧式真空气氛炉。本发明公开了能够对铜箔进行自动运输的设备，以将铜箔卷移动至加热机构内加热、烘烤、冷却，而达到消除铜箔内应力的目的，因此可实现对铜箔的快速移动，有利于提高生产效率和产品质量的稳定性；同时本发明对相关的工艺参数，如时间、温度进行限定，利用去应力退火的原理来达到充分消除铜箔内应力的效果。
Description
技术领域
本发明涉及铜箔生产设备技术领域，具体涉及一种电子铜箔应力消除装置及消除方法。
背景技术
电子铜箔因两面应力不平衡、残余应力导致铜箔出现翘曲现象，残余应力越大，铜箔翘曲越大。此外，铜箔光面和毛面均处于应力状态，由于光面应力大于毛面应力，翘曲铜箔整体表现为朝向毛面的应力，因此铜箔向毛面翘曲。铜箔翘曲一方面影响负极涂布的成品率，另一方面影响铜箔卷绕过程中的极耳打皱现象，或影响机器叠板、裁切；或影响铜箔与基板之间的平整均匀粘贴，容易使铜箔产生皱褶；或与基板之间包压空气等，严重影响产品质量。
目前，各铜箔生产厂家针对铜箔应力主要通过自然静置处理，让铜箔自由释放内应力，但由于铜箔收卷张力的存在，卷芯位置铜箔应力很难被彻底释放，且铜箔卷不同位置应力不一致，导致铜箔卷出现张力不均、鱼鳞纹等现象，影响产品外观质量。
虽然现有技术中公开了一种通过对铜箔卷加热来实现消除铜箔应力的方案，如专利申请号为201921489783.9，授权公告号为CN210602569，名称为一种铜箔烘干装置的专利，公开了一种通过导热管环绕铜箔卷排布以使铜箔卷受热，来消除铜箔表面应力的方案，但是上述公开的技术方案存在以下缺陷：经试验证明，在通过加热消除铜箔卷应力时，加热时间和温度对应力消除效果具有重要影响，上述方案仅通过加热烘干而未对相关工艺进行限制，难以达到充分消除应力的效果；此外，上述方案铜箔应力消除效率低，对铜箔移动不便，难以满足工厂批量化生产的需要。
发明内容
本发明提供一种电子铜箔应力消除装置及消除方法。
为解决上述技术问题，本发明公开了能够对铜箔进行自动运输的设备，以将铜箔卷移动至加热机构内加热、烘烤、冷却，以消除铜箔内应力，因此可实现对铜箔的快速移动，有利于提高生产效率和产品质量的稳定性；同时本发明对相关的工艺参数，如时间、温度进行限定，利用去应力退火的原理来达到充分消除铜箔内应力的效果。本发明采用如下技术方案：
一种电子铜箔应力消除装置，包括加热机构，还包括：
输送平台，所述输送平台能够相对于加热机构入口前后移动；
运输车，所述运输车置于输送平台内，用于承载铜箔卷，且所述运输车能够通过驱动机构移至加热机构内用于消除铜箔应力并在应力消除后移出加热机构。
优选的，所述加热机构为卧式真空气氛炉，所述气氛炉包括加热系统、温控系统组成。
优选的，所述输送平台为平台车，所述加热机构内设有内轨道，所述输送平台内设有与内轨道匹配的外轨道，所述运输车能够沿内轨道和外轨道移动。
优选的，所述驱动机构为液压缸，所述液压缸的缸底设置在输送平台内壁，所述液压缸输出端的活塞杆与运输车相连。
优选的，所述运输车侧壁设有插接块，所述插接块与液压缸活塞杆杆头通过销轴相连。
优选的，所述运输车上设有分层设置安装板，所述安装板上设有用于承载铜箔卷的置物块。
本发明还公开了一种电子铜箔应力消除方法，包括以下步骤：
S1：将铜箔卷置于加热机构内；
S2：加热机构升温至40-100℃并烘烤10-24h，而后缓慢冷却，用于消除铜箔内应力；
S3：待铜箔卷应力消除后，将铜箔卷取出。
优选的，所述加热机构内设有氮气作为保护气体。
由以上技术方案可知，本发明具有如下有益效果：通过设置可对铜箔进行快速移动的设备以将铜箔移动至加热机构内进行去应力退火操作，从而有利于提高生产效率和产品质量的稳定性；此外，对铜箔应力消除中的相关工艺进行限定，以克服现有技术无法均匀释放铜箔应力，导致铜箔翘曲大，以及表面容易出现张力不均、鱼鳞纹等异常的问题。
附图说明
图1为本发明铜箔应力消除装置的整体示意图；
图2为运输车的结构示意图。
图中：1、加热机构，2、输送平台，3、运输车，4、驱动机构，5、安装板，6、置物块。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的一种优选实施方式作详细的说明。
实施例：
一种电子铜箔应力消除装置，参照图1-2，包括加热机构1，还包括：
输送平台2，输送平台能够相对于加热机构入口前后移动；
运输车3，运输车置于输送平台内，用于承载铜箔卷，且运输车能够通过驱动机构4移至加热机构内用于消除铜箔应力并在应力消除后移出加热机构，通过输送平台将运输车输送至加热机构入口处，并通过驱动机构4将运输车移至加热机构内进行应力消除，并在铜箔应力完全消除后通过驱动机构将运输车从加热机构内取出，可实现快速均匀的消除铜箔应力，提高生产效率和产品质量的稳定性。
该电子铜箔应力消除装置，加热机构1为卧式真空气氛炉，气氛炉包括加热系统、温控系统组成，铜箔置于气氛炉内进行应力消除，通过加热系统、温控系统对炉内温度和时间进行设定。
该电子铜箔应力消除装置，输送平台2为平台车，加热机构1内设有内轨道，输送平台2内设有与内轨道匹配的外轨道，运输车3能够沿内轨道和外轨道移动，利用外轨道和内轨道的匹配，在通过驱动机构4驱动运输车移进或移出加热机构1时，实现运输车稳定的移动。
进一步的，驱动机构4为液压缸，液压缸的缸底设置在输送平台2内壁，液压缸输出端的活塞杆与运输车相连，利用液压缸4驱动运输车移进或移出加热机构。
该电子铜箔应力消除装置，运输车3侧壁设有插接块，插接块与液压缸活塞杆杆头通过销轴相连，因此可实现液压缸活塞杆与运输车的可拆卸连接，从而在将运输车移至加热机构内后，将活塞杆与运输车分离，可将加热机构关闭进行应力消除作业，并在消除后实现液压缸活塞杆与运输车3的再次相连，以便于将运输车从加热机构内取出。
该电子铜箔应力消除装置，运输车3上设有分层设置安装板5，安装板5上设有用于承载铜箔卷的置物块6，置物块的存在便于铜箔的放置，分层设置的安装板便于对铜箔进行批量化应力消除作业。
本发明还公开了一种电子铜箔应力消除方法，包括以下步骤：
S1：将铜箔卷置于加热机构1内；
S2：加热机构升温至40-100℃并烘烤10-24h，而后缓慢冷却，用于消除铜箔内应力；
S3：待铜箔卷应力消除后，将铜箔卷取出。
去应力退火的原理如下：在进行去应力退火时，金属在一定温度作用下通过内部局部塑形变形(当应力超过该温度下材料的屈服强度时)或局部的弛豫过程(当应力小于该温度下材料的屈服强度时)使残余应力松弛而达到消除的目的。
在该电子铜箔应力消除方法中，温度最低为40℃，最高为100℃，当温度低于40℃时，铜箔受热升温较慢，不利于快速消除铜箔内应力；当温度高于100℃，过高的温度会导致铜箔氧化变色，表面产生鱼鳞纹。
进一步的，本实施例中的时间最少为10h，最高为24h，当烘烤时间低于10h时，烘烤时间较短难以充分消除铜箔内应力，翘曲效果改善不明显；当温度高于24h时，烘烤时间过长易导致铜箔氧化变色，生产效率低。
此外，为防止在应力消除过程中，造成高温铜箔氧化现象，可向保护装置中充入保护气体，例如氮气。
具体实验数据及效果如下表：
| 温度/℃ | 时间/h | 效果 | 翘曲值/μm |
| ＞100 | 20 | 氧化变色、出现鱼鳞纹 | ＜6μm |
| 40-100 | 20 | 无氧化、翘曲效果改善 | ＜6μm |
| ＜40 | 20 | 翘曲效果改善不明显 | 10-20μm |
| 90 | ＞24 | 易氧化 | ＜6μm |
| 90 | 10-24 | 无氧化、翘曲效果改善 | ＜6μm |
| 90 | ＜10 | 翘曲效果改善不明显 | 15-20μm |
本发明中测量铜箔翘曲值的方法如下，将铜箔置于水平放置的检测纸上，通过测量铜箔四角与检测纸之间的距离，取平均值即为铜箔翘曲值。
工作原理：运输车3置于输送平台2内，且运输车内放置有待应力消除的铜箔，运输车移动至加热机构1入口处，打开加热机构，在驱动机构4驱动下将运输车移动中加热机构内进行应力消除，运输车3连同其内部的铜箔置于加热机构内，在加热机构中受热烘烤并保持一定时间，并在铜箔应力完全消除后，通过驱动机构4将运输车从加热机构1内取出。
以上所述实施方式仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本发明的权利要求书确定的保护范围内。
Claims (8)
1.一种电子铜箔应力消除装置，包括加热机构(1)，其特征在于，还包括：
输送平台(2)，所述输送平台能够相对于加热机构入口前后移动；
运输车(3)，所述运输车置于输送平台内，用于承载铜箔卷，且所述运输车能够通过驱动机构(4)移至加热机构内用于消除铜箔应力并在应力消除后移出加热机构。
2.根据权利要求1所述的电子铜箔应力消除装置，其特征在于，所述加热机构(1)为卧式真空气氛炉，所述气氛炉包括加热系统、温控系统。
3.根据权利要求2所述的电子铜箔应力消除装置，其特征在于，所述输送平台(2)为平台车，所述加热机构(1)内设有内轨道，所述输送平台(2)内设有与内轨道匹配的外轨道，所述运输车(3)能够沿内轨道和外轨道移动。
4.根据权利要求3所述的电子铜箔应力消除装置，其特征在于，所述驱动机构(4)为液压缸，所述液压缸的缸底设置在输送平台(2)内壁，所述液压缸输出端的活塞杆与运输车相连。
5.根据权利要求4所述的电子铜箔应力消除装置，其特征在于，所述运输车(3)侧壁设有插接块，所述插接块与液压缸活塞杆杆头通过销轴相连。
6.根据权利要求5所述的电子铜箔应力消除装置，其特征在于，所述运输车(3)上设有分层设置安装板(5)，所述安装板(5)上设有用于承载铜箔卷的置物块(6)。
7.一种电子铜箔应力消除方法，包括权利要求1-6任一项所述的电子铜箔应力消除装置，其特征在于，包括以下步骤：
S1：将铜箔卷置于加热机构(1)内；
S2：加热机构升温至40-100℃并烘烤10-24h，而后冷却，用于消除铜箔内应力；
S3：待铜箔卷应力消除后，将铜箔卷取出。
8.根据权利要求7所述的电子铜箔应力消除方法，其特征在于，所述加热机构内设有氮气作为保护气体。
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