CN115821336A - 一种超厚电解铜箔用添加剂和超厚电解铜箔及其制备工艺 - Google Patents

一种超厚电解铜箔用添加剂和超厚电解铜箔及其制备工艺 Download PDF

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明智耀
明小强
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Abstract

本发明属于电解铜箔生产技术领域，本发明提供了一种超厚电解铜箔用添加剂和超厚电解铜箔及其制备工艺。该添加剂包括以下组分：天冬氨酸、2‑巯基吡啶、明胶、聚二硫二丙烷磺酸钠、聚乙烯醇和水。本发明还提供了采用上述添加剂制备超厚电解铜箔的制备工艺，包括以下步骤：S1、将铜块加入到硫酸溶液中进行反应，生成硫酸铜电解液；S2、将添加剂加入到硫酸铜溶液中进行电解生箔即得超厚电解铜箔。本发明制备的超厚电解铜箔在保证了自身厚度的同时，还保证自身的强度，不会轻易的因为本体过厚导致粘粘不均从而松散，延长了其使用寿命，可满足高端电路板的需求。

Description

一种超厚电解铜箔用添加剂和超厚电解铜箔及其制备工艺
技术领域
本发明涉及电解铜箔生产技术领域，尤其涉及一种超厚电解铜箔用添加剂和超厚电解铜箔及其制备工艺。
背景技术
电解铜箔是指以铜料为主要原料，采用电解法生产的金属铜箔。将铜料溶解后制成硫酸铜电解溶液，然后在专用电解设备中将硫酸铜电解液通过直流电电沉积而制成箔，再对其进行表面粗化、防氧化处理等一系列处理，最后经分切检测后制成成品。
根据应用领域的不同，电解铜箔可以分为锂电铜箔以及标准铜箔；根据铜箔厚度的不同，可以分为极薄铜箔、超薄铜箔、薄铜箔、常规铜箔和厚铜箔；根据表面状况不同可以分为双面光铜箔、双面毛铜箔、双面粗铜箔、单面毛铜箔和超低轮廓铜箔(VLP铜箔)。
电解铜箔产品质量的好坏及稳定性，主要取决于添加剂的配方和添加方法。电解铜箔添加剂的配方很多，不同的配方可以调整出不同的产品晶粒结构，而现有的添加剂多数只适用于200微米以下的电解铜箔的制备，不能满足高端电路板的需求。
因此，如果提供一种超厚电解铜箔使用添加剂及超厚电解铜箔的制备工艺成为了本领域技术人员亟需解决的问题。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了一种超厚电解铜箔用添加剂和超厚电解铜箔及其制备工艺。其目的是解决现有电解铜箔因厚度太薄而无法满足高端电路板的技术问题。
为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案：
本发明提供了一种超厚电解铜箔用添加剂，包括以下重量份的组分：天冬氨酸1～10份，2-巯基吡啶1～10份，明胶0.1～5份，聚二硫二丙烷磺酸钠1～5份，聚乙烯醇1～5份，水50～80份。
本发明提供了一种采用上述添加剂制备超厚电解铜箔的制备工艺，包括以下步骤：
S1、将铜块加入到硫酸溶液中进行反应，生成硫酸铜电解液；
S2、将添加剂加入到硫酸铜溶液中进行电解生箔即得超厚电解铜箔。
进一步的，所述步骤S1中，硫酸溶液的浓度为70～90g/L。
进一步的，所述步骤S1中，铜块的纯度≥99.5％。
进一步的，所述步骤S1中，硫酸铜电解液中铜离子的浓度为80～100g/L，氯离子的浓度为40～60ppm。
进一步的，所述步骤S1中，硫酸铜电解液的温度为40～60℃。
进一步的，所述步骤S2中，电解生箔的工艺条件为：电解电流为15000～18000A，阴极辊线速度为0.2～0.5m/min，硫酸铜电解液的流量为20～50m3/h，添加剂的流量为8～15L/h。
本发明提供了上述制备工艺所制备的超厚电解铜箔。
进一步的，所述超厚电解铜箔的厚度≥200微米。
经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本发明的有益效果如下：
在本发明中，天冬氨酸可阻碍铜离子的还原，减缓铜箔表面的轮廓起伏，从而平滑铜箔表面的微观轮廓、降低表面粗糙度；2-巯基吡啶可以在沉积层表面的特定晶面选择性吸附，阻碍晶体的单向生长，抑制锥形或块状生长，细化晶粒，结合天冬氨酸共同作用后，制备的铜箔具有平滑、细晶和光亮的特点；聚乙烯醇不仅提高铜箔的抗拉性能，还不会影响铜箔的光泽。
本发明提供的电解铜箔的制备工艺，其操作简单、成本低廉，且制备的电解铜箔在保证了自身厚度的同时，还保证自身的强度，不会轻易的因为本体过厚导致粘粘不均从而松散，延长了其使用寿命，而且还具有厚度均匀性好、纯度高和导电性好等优点，可满足高端电路板的需求。
具体实施方式
本发明提供了一种超厚电解铜箔用添加剂，包括以下重量份的组分：天冬氨酸1～10份，2-巯基吡啶1～10份，明胶0.1～5份，聚二硫二丙烷磺酸钠1～5份，聚乙烯醇1～5份，水50～80份。
在本发明中，所述天冬氨酸的用量优选为2～8份，进一步优选为3～6份。
在本发明中，所述2-巯基吡啶的用量优选为2～8份，进一步优选为3～6份。
在本发明中，所述明胶的用量优选为1～4份，进一步优选为2～3份。
在本发明中，所述聚二硫二丙烷磺酸钠的用量优选为2～4份，进一步优选为3份。
在本发明中，所述聚乙烯醇的用量优选为2～4份，进一步优选为3份。
在本发明中，所述水的用量优选为55～75份，进一步优选为60～70份。
本发明提供了一种采用上述添加剂制备超厚电解铜箔的制备工艺，包括以下步骤：
S1、将铜块加入到硫酸溶液中进行反应，生成硫酸铜电解液；
S2、将添加剂加入到硫酸铜溶液中进行电解生箔即得超厚电解铜箔。
在本发明中，所述步骤S1中，硫酸溶液的浓度为70～90g/L，优选为75～88g/L，进一步优选为80～85g/L。
在本发明中，所述步骤S1中，铜块的纯度≥99.5％，优选为≥99.6％，进一步优选为≥99.8％。
在本发明中，所述步骤S1中，硫酸铜电解液中铜离子的浓度为80～100g/L，优选为82～96g/L，进一步优选为85～92g/L；氯离子的浓度为40～60ppm，优选为42～56ppm，进一步优选为45～55ppm。
在本发明中，所述步骤S1中，硫酸铜电解液的温度为40～60℃，优选为44～58℃，进一步优选为48～52℃。
在本发明中，所述步骤S2中，电解生箔的工艺条件为：电解电流为15000～18000A，优选为15500～17500A，进一步优选为16000～17000A；阴极辊线速度为0.2～0.5m/min，优选为0.3～0.4m/min；硫酸铜电解液的流量为20～50m3/h，优选为25～45m3/h，进一步优选为30～40m3/h；添加剂的流量为8～15L/h，优选为10～14L/h，进一步优选为11～12L/h。
在本发明中，对步骤S2得到的超厚电解铜箔进行铬酐钝化处理，所使用的溶液中，铬酐的含量为2～5g/L，优选为3～4g/L。
本发明提供了上述制备工艺所制备的超厚电解铜箔。
在本发明中，所述超厚电解铜箔的厚度≥200微米，优选为≥220微米，进一步优选为240微米、300微米或400微米。
下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
本实施例所使用的添加剂的配比如下：天冬氨酸8份，2-巯基吡啶5份，明胶2份，聚二硫二丙烷磺酸钠2份，聚乙烯醇3份，水58份。
采用上述添加剂制备超厚电解铜箔的制备工艺，包括以下步骤：
将铜块加入到浓度为90g/L的硫酸溶液中进行反应，生成铜离子的浓度为90g/L的硫酸铜电解液，其中，硫酸铜电解液还包含50ppm的氯离子；将添加剂加入到硫酸铜溶液中进行电解生箔得到超厚电解铜箔，电解生箔的工艺条件为：电解电流为16000A，阴极辊线速度为0.3m/min，硫酸铜电解液的流量为30m3/h，添加剂的流量为10L/h；将得到的超厚电解铜箔进行铬酐钝化处理。
经检验测试，采用上述生产工艺制造得到的400微米超厚电解铜箔，常温抗拉强度为400MPa，常温延伸率为28％，表面粗糙度Rz值3.25μm，抗氧化性：无氧化变色(160℃/30min)。
实施例2
本实施例所使用的添加剂的配比如下：天冬氨酸6份，2-巯基吡啶4份，明胶3份，聚二硫二丙烷磺酸钠3份，聚乙烯醇2份，水60份。
采用上述添加剂制备超厚电解铜箔的制备工艺，包括以下步骤：
将铜块加入到浓度为80g/L的硫酸溶液中进行反应，生成铜离子的浓度为92g/L的硫酸铜电解液，其中，硫酸铜电解液还包含55ppm的氯离子；将添加剂加入到硫酸铜溶液中进行电解生箔得到超厚电解铜箔，电解生箔的工艺条件为：电解电流为17000A，阴极辊线速度为0.4m/min，硫酸铜电解液的流量为35m3/h，添加剂的流量为12L/h；将得到的超厚电解铜箔进行铬酐钝化处理。
经检验测试，采用上述生产工艺制造得到的260微米超厚电解铜箔，常温抗拉强度为320MPa，常温延伸率为26％，表面粗糙度Rz值3.11μm，抗氧化性：无氧化变色(160℃/30min)。
实施例3
本实施例所使用的添加剂的配比如下：天冬氨酸4份，2-巯基吡啶6份，明胶1份，聚二硫二丙烷磺酸钠1份，聚乙烯醇4份，水70份。
采用上述添加剂制备超厚电解铜箔的制备工艺，包括以下步骤：
将铜块加入到浓度为88g/L的硫酸溶液中进行反应，生成铜离子的浓度为92g/L的硫酸铜电解液，其中，硫酸铜电解液还包含45ppm的氯离子；将添加剂加入到硫酸铜溶液中进行电解生箔得到超厚电解铜箔，电解生箔的工艺条件为：电解电流为16000A，阴极辊线速度为0.5m/min，硫酸铜电解液的流量为40m3/h，添加剂的流量为11L/h；将得到的超厚电解铜箔进行铬酐钝化处理。
经检验测试，采用上述生产工艺制造得到的300微米超厚电解铜箔，常温抗拉强度为350MPa，常温延伸率为27％，表面粗糙度Rz值3.15μm，抗氧化性：无氧化变色(160℃/30min)。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (9)

1.一种超厚电解铜箔用添加剂，其特征在于，包括以下重量份的组分：天冬氨酸1～10份，2-巯基吡啶1～10份，明胶0.1～5份，聚二硫二丙烷磺酸钠1～5份，聚乙烯醇1～5份，水50～80份。
2.一种采用权利要求1所述添加剂制备超厚电解铜箔的制备工艺，其特征在于，包括以下步骤：
S1、将铜块加入到硫酸溶液中进行反应，生成硫酸铜电解液；
S2、将添加剂加入到硫酸铜溶液中进行电解生箔即得超厚电解铜箔。
3.根据权利要求2所述的制备工艺，其特征在于，所述步骤S1中，硫酸溶液的浓度为70～90g/L。
4.根据权利要求3所述的制备工艺，其特征在于，所述步骤S1中，铜块的纯度≥99.5％。
5.根据权利要求3或4所述的制备工艺，其特征在于，所述步骤S1中，硫酸铜电解液中铜离子的浓度为80～100g/L，氯离子的浓度为40～60ppm。
6.根据权利要求5所述的制备工艺，其特征在于，所述步骤S1中，硫酸铜电解液的温度为40～60℃。
7.根据权利要求2、4或6所述的制备工艺，其特征在于，所述步骤S2中，电解生箔的工艺条件为：电解电流为15000～18000A，阴极辊线速度为0.2～0.5m/min，硫酸铜电解液的流量为20～50m3/h，添加剂的流量为8～15L/h。
8.权利要求2～7任一项所述的制备工艺所制备的超厚电解铜箔。
9.根据权利要求8所述的超厚电解铜箔，其特征在于，所述超厚电解铜箔的厚度≥200微米。
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