CN116406078A - 金属箔的承载体、金属箔及其应用 - Google Patents

金属箔的承载体、金属箔及其应用 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种金属箔的承载体、金属箔及其应用。所述承载体包括相对的第一表面和第二表面，第一表面的粗糙度Rz大于第二表面的粗糙度Rz，且所述第二表面的算术平均粗糙度Ra与所述第二表面的水滴角Y满足以下函数关系：Y＝‑3894.7×Ra2+1266.6×Ra‑61.96，Ra＞0，0＜Y＜90°，且所述函数关系的相关系数R2为1。采用本发明的技术手段，通过优化金属箔的承载体的内侧表面的算术平均粗糙度和水滴角的关系，有效提高了承载体的内侧表面的亲水性，提高了金属箔产品的质量。

Description

金属箔的承载体、金属箔及其应用
技术领域
本发明涉及金属箔技术领域，尤其涉及一种金属箔的承载体、金属箔及其应用。
背景技术
随着电子机器的小型化、高性能化需求的增大，搭载零件的高密度安装化不断发展，金属箔在各种电子技术领域广泛应用，例如印刷线路板、电池负极材料、芯片封装等。
现有技术中，金属箔的表面多覆盖有一层承载体，用于实现对金属箔中的导电层的承载和保护作用。这就要求该金属箔承载体不仅需要具备良好的强度以承托该极薄金属箔，同时要求其两个表面的物理性能、化学性能也需达到一定的要求，才能便于输送、保护极薄金属箔。由于金属箔的该承载体的不同侧面在加工工艺和实际应用场景中的作用的不同，对该承载体的不同侧面的物理性能的具体要求也不同。
在金属箔的制作过程中，通常采用电镀的方式在承载体的至少一侧表面上形成导电层，由于电镀液呈亲水性，如果承载体的镀导电层的一侧表面的亲水性不高，将导致电镀液铺展不均匀，使得电镀导电层的沉积不均匀，从而导致导电层表面的金属瘤、晶粒聚集物增加，以及导致导电层表面局部电镀缺失形成针孔等情况发生，这将对成品金属箔的厚度、表面粗糙度、粘合性能和剥离强度等造成影响，导致金属箔的良品率下降。并且，承载体该侧表面的亲水性不高也将导致电镀过程效率降低，影响金属箔的生产效率。
发明内容
本发明实施例的目的是提供一种金属箔的承载体、金属箔及其应用，通过优化金属箔的承载体的内侧表面的算术平均粗糙度和水滴角的关系，有效提高了承载体内侧表面的亲水性，提高了金属箔产品的质量。
为实现上述目的，本发明实施例提供了一种金属箔的承载体，所述承载体包括相对的第一表面和第二表面，第一表面的粗糙度Rz大于第二表面的粗糙度Rz，且所述第二表面的算术平均粗糙度Ra与所述第二表面的水滴角Y满足以下函数关系：
Y＝-3894.7×Ra2+1266.6×Ra-61.96，Ra＞0，0＜Y＜90°，且所述函数关系的相关系数R2为1。
作为上述方案的改进，所述第二表面的水滴角Y为22°～35°。
作为上述方案的改进，所述第二表面的算术平均粗糙度Ra为0.06～0.265μm。
作为上述方案的改进，所述第二表面的粗糙度Rz为3.5～7μm。
作为上述方案的改进，所述第一表面的水滴角X是所述第二表面的水滴角Y的1.6～5倍。
作为上述方案的改进，所述第一表面的均方根粗糙度Rq为0.2～0.42μm。
本发明实施例还提供了一种金属箔，包括导电层和如上述任一项所述的金属箔的承载体，所述承载体的第一表面为远离所述导电层的一侧表面，所述承载体的第二表面为靠近所述导电层的一侧表面。
作为上述方案的改进，所述承载体的材料包括以下金属元素中的至少一种：铜、铝、锌；或，所述承载体的材料为有机薄膜。
作为上述方案的改进，所述导电层的远离所述承载体的一面为粗化处理面，所述粗化处理面具有若干个粗化粒子；且所述粗化处理面的粗糙度Rz小于等于1.8μm。
作为上述方案的改进，所述导电层的材料包括铜、铝、锌、镍和银中的至少一种金属元素和/或它们中的至少一种的合金；且所述导电层的厚度为1～5μm。
作为上述方案的改进，所述金属箔还包括剥离层，所述剥离层设于所述承载体和所述导电层之间，所述剥离层的材料为金属材料，此时，所述剥离层的厚度为2～100nm；或，所述剥离层的材料为非金属材料，此时，所述剥离层的厚度小于或等于1μm。
作为上述方案的改进，所述承载体的第二表面上残留有剥离层元素。
作为上述方案的改进，所述承载体的第二表面上未残留有剥离层元素。
本发明实施例还提供了一种线路板，包括线路板基板及如上述任一项所述的金属箔；所述导电层的远离所述承载体的一面与所述线路板基板相压合。
本发明实施例还提供了一种覆铜层叠板，所述覆铜层叠板包括如上述任一项所述的金属箔。
本发明实施例还提供了一种半导体材料，所述半导体材料包括如上述任一项所述的金属箔。
本发明实施例还提供了一种应用于电池的负极材料，所述负极材料包括如上述任一项所述的金属箔。
本发明实施例还提供了一种电池，所述电池的负极材料包括如上述任一项所述的金属箔。
与现有技术相比，本发明实施例公开的金属箔的承载体、金属箔及其应用。所述承载体包括相对的第一表面和第二表面，第一表面的粗糙度Rz大于第二表面的粗糙度Rz，且所述第二表面的算术平均粗糙度Ra与所述第二表面的水滴角Y满足以下函数关系：Y＝-3894.7×Ra2+1266.6×Ra-61.96，Ra＞0，0＜Y＜90°，且所述函数关系的相关系数R2为1。采用本发明实施例的技术手段，所述金属箔的承载体的一侧表面具有较好的亲水性，当实际应用中在所述承载体的该侧表面上电镀导电层时，该侧表面能够与亲水性的电镀液充分接触，使得电镀液能够铺展地更加均匀，电镀导电层的沉积也更加均匀，从而有效减少导电层表面的金属瘤、晶粒聚集物生成，减少导电层表面由于局部电镀缺失而形成针孔的情况发生，提高了电镀的均匀性和金属箔厚度的均匀性，有效地提高了金属箔的良品率，同时提高了电镀过程效率，提高了金属箔的生产效率，同时，保证了该电镀产生的极薄金属箔在应用于线路板技术领域时，在线路加工过程中的质量稳定，不易产生断路、短路和由于厚度变化太大而导致的线路蚀刻不均匀的问题；在应用于新能源电池时，承载体优异的表面亲水性保证了金属箔与电解材料的良好粘合，保证了在电池工作过程中，不易发生电解原料从金属箔表面的脱落或分离起泡，保证了电池的性能，安全性和工作稳定性。
附图说明
图1是本发明实施例提供的一种金属箔的承载体的结构示意图；
图2是本发明实施例中金属箔的承载体的第二表面的俯视电镜图；
图3是本发明实施例提供的第一种金属箔的结构示意图；
图4是本发明实施例提供的第二种金属箔的结构示意图；
图5是本发明实施例提供的第三种金属箔的结构示意图；
图6是本发明实施例提供的第四种金属箔的结构示意图；
图7是本发明实施例提供的第五种金属箔的结构示意图；
图8是本发明实施例提供的第六种金属箔的结构示意图；
图9是本发明实施例提供的第七种金属箔的结构示意图；
图10是本发明实施例提供的第八种金属箔的结构示意图；
图11是本发明实施例提供的第九种金属箔的结构示意图；
图12是本发明实施例提供的第十种金属箔的结构示意图；
其中，1、承载体；11、第一表面；12、第二表面；13、第一填料粒子；2、导电层；21、粗化处理面；22、粗化粒子；3、剥离层；31、第二填料粒子；4、粘合层；5、第一防氧化层；6、第二防氧化层；7树脂层。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，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作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。
在说明书和权利要求书的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明实施例，而不是指示或暗示所指的装置或部件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明实施例的限制。
此外，在说明书和权利要求书中的术语第一、第二等仅用于区别相同技术特征的描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量，也不一定描述次序或时间顺序。在合适的情况下术语是可以互换的。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。
实施例一
参见图1和图2，图1是本发明实施例提供的一种金属箔的承载体的结构示意图，图2是本发明实施例中金属箔的承载体的第二表面的俯视电镜图。本发明实施例提供了一种金属箔的承载体1，所述承载体1包括相对的第一表面11和第二表面12。
需要说明的是，所述承载体1在应用于金属箔的应用场景中时，与金属箔中的其他材料层相叠设置，用于承载和保护所述材料层，使得所述材料层不受到外界的接触或碰撞等而受到损坏。
在本发明实施例中，所述承载体1的第一表面11为远离金属箔的一侧表面，所述第二表面12为靠近金属箔的一侧表面，也即，所述承载体1通过所述第二表面12与金属箔的其他材料层，例如导电层相叠设置。所述承载体1的第一表面11和第二表面12具有一定的粗糙度。并且，由于承载体1的双侧表面所接触的材料层不同，两者的粗糙度不相同。所述承载体1的第一表面11的粗糙度Rz大于所述第二表面12的粗糙度Rz。
作为一种可选的实施方式，对所述第一表面11进行预设的粗化处理，而所述第二表面12不进行特定的粗化处理，使得所述第一表面11的粗糙度Rz大于所述第二表面12的粗糙度Rz。并且，通过所述预设的粗化处理工艺，来控制所述第一表面11的粗糙度Rz的具体值。
需要说明的是，粗糙度Rz为在取样长度内n个最大的轮廓峰高的平均值与n个最大的轮廓谷深的平均值之和，n≥1；优选地，n＝5。粗糙度Rz能够充分反映轮廓的峰高。
需要说明的是，所述承载体1的表面的粗化处理工艺包括：可以通过将所述承载体1的表面设置为起伏的非平整表面来实现，也可以通过在所述承载体1的表面设置若干个微小凹凸来实现，还可以通过在所述承载体1的表面设置若干个凸起的粗化粒子来实现，当然，还可以是上述三种实现方式中的至少两种的结合，均不影响本发明取得的有益效果。
并且，在所述承载体1的表面设置的微小凹凸或者凸起的粗化粒子可以为团簇状、挂冰状、钟乳石状、树枝状其他形状。当然，所述微小凹凸或者所述凸起的粗化粒子的形状并不受上述形状的限制，只要是具有提供承载体表面粗糙度功能，均在本发明的保护范围之内。并且，在具体实施当中，可以先形成所述承载体1，然后再通过其他工艺在所述承载体1上设置微小凹凸或者凸起的粗化粒子；当然，所述承载体1也可以是通过一次成型工艺形成的整体结构。并且，所述微小凹凸或者凸起的粗化粒子的材质可以是与所述金属箔的承载体的材质相同，也可以不同，在此不做限定。
采用本发明实施例的技术手段，承载体的第一表面11具有相对较大的粗糙度，使得在金属箔的在传输过程中，金属箔由于承载体的粗糙表面的存在，具有更好的粘合力，能够避免由于传输辊表面非常平整光滑，导致金属箔在输送过程中非常容易打滑、打斜，进而导致绕卷发生褶皱，进而导致整卷铜箔均报废的问题，还能避免后续应用过程中高温烘烤条件下的影响产品稳定性，减少了起泡、破裂等问题的发生。而承载体的第二表面12相对光滑，使得金属箔复制所述承载体的第二表面的粗糙形貌，而产生较为适宜的粗糙度，该粗糙度不会太大，从而避免在金属箔应用过程中存在过大的传输损耗的问题。
进一步地，所述第二表面12的算术平均粗糙度Ra与所述第二表面的水滴角Y满足以下函数关系：
Y＝-3894.7×Ra2+1266.6×Ra-61.96，Ra＞0，0＜Y＜90°，且所述函数关系的相关系数R2为1。
需要说明的是，算术平均粗糙度Ra具体为在一个取样长度内轮廓纵坐标值Z(x)的绝对值的算术平均值，纵坐标值Z(x)指的是轮廓上各点至轮廓中线的距离。算术平均粗糙度Ra是用于评定表面轮廓的算术平均偏差，其能够充分反映表面微观几何形状在高度方面的特性。
在实际应用中，承载体1的第二表面12所需呈现的亲水性能与该表面的水滴角Y的大小以及粗糙度有关，通常情况下，水滴角Y越小，亲水性越强，水滴角Y越大，亲水性越弱；粗糙度越小，亲水性越强，粗糙度越大，亲水性越弱。在本发明实施例中，通过拟合算术平均粗糙度Ra与水滴角Y的函数关系，使得所述承载体1的第二表面12的算术平均粗糙度Ra与该表面的水滴角Y具备一定的函数相关性，当承载体1的第二表面12的水滴角Y和算术平均粗糙度Ra同时满足上述的函数关系时，能够使得所述第二表面12同时具有合理的粗糙度范围以及合理的水滴角的范围值，使得所述第二表面12所呈现出来的亲水性能较好，符合对承载体的内侧表面的亲水性要求。并且，所述函数关系的相关系数R2为1，表明拟合回归效果较好，算术平均粗糙度Ra与水滴角Y的线性关系较强。
采用本发明实施例的技术手段，所述金属箔的承载体的一侧表面具有较好的亲水性，当实际应用中在所述承载体的该侧表面上电镀导电层时，该侧表面能够与亲水性的电镀液充分接触，使得电镀液能够铺展地更加均匀，电镀导电层的沉积也更加均匀，从而有效减少导电层表面的金属瘤、晶粒聚集物生成，减少导电层表面由于局部电镀缺失而形成针孔的情况发生，提高了电镀的均匀性和金属箔厚度的均匀性，有效地提高了金属箔的良品率，同时提高了电镀过程效率，提高了金属箔的生产效率，同时，保证了该电镀产生的极薄金属箔在应用于线路板技术领域时，在线路加工过程中的质量稳定，不易产生断路、短路和由于厚度变化太大而导致的线路蚀刻不均匀的问题；在应用于新能源电池时，承载体优异的表面亲水性保证了金属箔与电解材料的良好粘合，保证了在电池工作过程中，不易发生电解原料从金属箔表面的脱落或分离起泡，保证了电池的性能，安全性和工作稳定性。
作为优选的实施方式，所述第二表面的水滴角Y为22°～35°。
在本发明实施例中，在所述承载体的第二表面12的水滴角Y和算术平均粗糙度Ra满足Y＝-3894.7×Ra2+1266.6×Ra-61.96函数关系的基础上，进一步优化了所述第二表面12的水滴角Y的数值范围，所述第二表面12的水滴角在22°～35°之间，例如可以是22°、23°、24°、24.5°、25°、25.5°、26°、26.5°、27°、27.5°、28°、28.5°、29°、29.5°、30°、30.5°、31°、32°、33°、34°或35°等。当然，所述第二表面12的水滴角Y的具体值可以根据实际使用要求进行设置，在此不做更多的赘述。
采用本发明实施例的技术手段，使得所述第二表面12的水滴角Y处于一个合理的范围内，并且，基于上述函数关系，也使得所述第二表面12的粗糙度也处于一个合理范围内，使得所述第二表面12具有优异的亲水性，当在所述第二表面12上电镀导电层时，电镀液能够铺展地更加均匀，电镀导电层的沉积也更加均匀，从而有效减少导电层表面的金属瘤、晶粒聚集物生成，减少导电层表面形成针孔的情况发生，提高了电镀的均匀性和金属箔厚度的均匀性，有效地提高了金属箔的良品率，同时提高了电镀过程效率，提高了金属箔的生产效率。
作为优选的实施方式，所述第二表面的算术平均粗糙度Ra为0.06～0.265μm。
在本发明实施例中，在所述承载体的第二表面12的水滴角Y和算术平均粗糙度Ra满足Y＝-3894.7×Ra2+1266.6×Ra-61.96函数关系的基础上，进一步优化了所述第二表面12的算术平均粗糙度Ra的数值范围，所述第二表面12的算术平均粗糙度Ra在0.06～0.265μm之间，例如可以是0.06μm、0.08μm、0.09μm、0.1μm、0.11μm、0.12μm、0.13μm、0.14μm、0.15μm、0.16μm、0.17μm、0.18μm、0.19μm、0.2μm、0.21μm、0.23μm、0.25μm或0.265μm等。当然，所述第二表面12的算术平均粗糙度Ra的具体值可以根据实际使用要求进行设置，在此不做更多的赘述。
采用本发明实施例的技术手段，使得所述第二表面12的粗糙度处于一个合理的范围内，该粗糙度范围相对较小，使得所述第二表面12相对光滑，在金属箔的制作过程中，所述导电层复制所述承载体的第二表面的粗糙形貌，而产生较为适宜的粗糙度，从而避免在金属箔应用过程中存在过大的传输损耗的问题。并且，基于上述函数关系，也使得所述第二表面12的水滴角Y也处于一个合理范围内，使得所述第二表面12具有优异的亲水性，当在所述第二表面12上电镀导电层时，电镀液能够铺展地更加均匀，电镀导电层的沉积也更加均匀，从而有效减少导电层表面的金属瘤、晶粒聚集物生成，减少导电层表面形成针孔的情况发生，提高了电镀的均匀性和金属箔厚度的均匀性，有效地提高了金属箔的良品率，同时提高了电镀过程效率，提高了金属箔的生产效率。
作为优选的实施方式，所述第二表面的粗糙度Rz为3.5～7μm。
在本发明实施例中，在所述承载体的第二表面12的水滴角Y和算术平均粗糙度Ra满足上述函数关系的基础上，进一步优化了所述第二表面12的粗糙度Rz的数值范围，所述粗化处理面的粗糙度Rz处于3.5～7μm之间，例如可以是3.5μm、4μm、4.5μm、5μm、5.5μm、6μm、6.5μm或7μm等，当然也可以根据实际情况设置为处于3.5～7μm之间的其他值，在此不再赘述。
采用本发明实施例的技术手段，通过算术平均粗糙度Ra和粗糙度Rz的结合，来表征所述第二表面12的粗糙特性，不仅充分反映了所述第二表面微观几何形状在高度方面的特性，也充分反映了所述第二表面的轮廓的峰高，使得所述第二表面的粗糙度更加合理，提高了第二表面的亲水性能，使得在该表面电镀形成的导电层的表面形貌、粗糙度等性能更加优异，提高了金属箔的质量。
作为优选的实施方式，所述第一表面的水滴角X是所述第二表面的水滴角Y的1.6～5倍。
在本发明实施例中，所述承载体的第一表面11的水滴角X大于所述第二表面12的水滴角Y，所述第一表面11的水滴角X是所述第二表面12的水滴角Y的1.6～5倍，当所述第二表面12的水滴角Y处于22°～35°范围内时，根据该比值圈定第一表面11的水滴角X，使得所述承载体的第一表面11呈一定的疏水性，由于实际应用中所述承载体的第一表面为外侧表面，疏水性表面能很好的克服因空气中水分等污染物吸附于该承载体的外侧表面而引起的承载体表面潮湿、空气氧化等带来的各种不良问题。当所述承载体作为金属箔的载体用途时，能够避免由于所述承载体自身发生氧化而带来对所承载的极薄金属箔产生的不良影响，例如，高温压合时由于氧化点硬度高而对压合的极薄金属箔表面造成凹坑、凸起等表面不平整问题，甚至引起所述承载体从该氧化点破裂而引起极薄金属箔的褶皱、起泡问题，同时，也避免了压合过程中氧化点脱落而粘连于压机的压板表面，对压机造成污染，进而影响后续压合工艺，能够有效地起到对金属箔的承载和保护的作用，简化了对金属箔的运输、储存等环境要求，减少了金属箔应用前的清洁工序。同时，当所述承载体被回收利用时，与外界空气所接触的表面具有良好的疏水性，也能进一步保证了后续重复利用处理过程更加简单和便利。
作为优选的实施方式，所述第一表面的均方根粗糙度Rq为0.2～0.42μm。
需要说明的是，均方根粗糙度Rq具体为在一个取样长度内轮廓纵坐标值Z(x)的均方根值，纵坐标值Z(x)指的是轮廓上各点至轮廓中线的距离，其能充分反映表面微观几何形状在高度方面的特性。
在本发明实施例中，进一步优化了第一表面11的均方根粗糙度Rq，所述第一表面的均方根粗糙度Rq处于0.2～0.42μm之间，例如可以是0.2μm、0.25μm、0.3μm、0.32μm、0.34μm、0.35μm、0.36μm、0.37μm、0.38μm、0.39μm、0.4μm或0.42μm，当然，所述第一表面11的均方根粗糙度Rq的具体值可以根据实际使用要求进行设置，在此不做更多的赘述。
采用本发明实施例的技术手段，使得所述第一表面具备一个合理的粗糙度，提高了金属箔在传输过程中与传输辊表面的良好的粘合强度，且有效满足应用过程中金属箔与承载体之间的适宜的剥离强度的要求。
实施例二
作为优选的实施方式，参见图3，是本发明实施例提供的第一种金属箔的结构示意图。所述金属箔包括承载体1和导电层2。其中，所述承载体1为采用上述任一实施例所提供的承载体1，也即，所述承载体1包括相对的第一表面11和第二表面12，第一表面的粗糙度Rz大于第二表面的粗糙度Rz；所述第二表面的算术平均粗糙度Ra与所述第二表面的水滴角Y满足以下函数关系：Y＝-3894.7×Ra2+1266.6×Ra-61.96，Ra＞0，0＜Y＜90°。并且，所述承载体1的第一表面11为远离所述导电层2的一侧表面，所述承载体1的第二表面12为靠近所述导电层2的一侧表面。
优选地，所述导电层2通过真空溅射或蒸发镀或电镀等方式形成于上述承载体1的第二表面12上。
优选地，所述承载体的材料包括以下金属元素中的至少一种：铜、铝、锌；或，所述承载体的材料为有机薄膜。
在本发明实施例中，所述金属箔为多层结构，包括依次层叠设置的导电层2和承载体1，所述承载体1用于承载和保护所述导电层2，使得所述导电层2不受到外界的接触或碰撞等而受到损坏，在将金属箔与线路板高温压合后，需要将承载体1剥离。
所述承载体1以可剥离去除的方式或以非剥离去除的方式与所述承载体1分离。当所述承载体1以非剥离去除的方式被去除时，所述非剥离方式比如：激光蚀刻、化学蚀刻、研磨、等离子去除等。当所述承载体1通过剥离的方式被去除时，所述剥离方式比如：人工手动剥离掉而直接去除，或借助于机械设备剥离去除。
优选地，所述导电层2为极薄导电层，所述导电层2的远离所述承载体1的一面为粗化处理面21，具有一定的粗糙度。需要说明的是，所述导电层2的粗化处理面的粗糙度的形成可以通过将所述导电层2的表面设置为起伏的非平整表面来实现，也可以通过在所述导电层2的表面设置若干个微小凹凸来实现，还可以通过在所述导电层2的表面设置若干个凸起的粗化粒子来实现，当然，还可以是上述三种实现方式中的至少两种的结合，均不影响本发明取得的有益效果。
作为一种可选的实施方式，参见图4，是本发明实施例提供的第二种金属箔的结构示意图。所述粗化处理面21具有若干个粗化粒子22；且所述粗化处理面21的粗糙度Rz小于等于1.8μm，优选为1～1.6μm。
采用该优选的粗糙度，能够保证良好的基板粘合强度的同时，降低趋肤效应的发生，减少线路传输信号的损失。
优选地，所述导电层的材料包括铜、铝、锌、镍、银和金中的至少一种金属元素和/或它们中的至少一种的合金；且所述导电层的厚度为1～5μm，优选1.5-4.5μm。
采用该优选厚度的超薄导电层，扩宽了其应用，使其便于应用在精细线路等特殊应用中，同时也能应用于普通线路中，并降低了成本，对智能设备而言减少了重量，更符合当下智能设备的设计和应用需求。
在本发明实施例中，所述金属箔在实际应用中，例如应用在线路板领域时，所述导电层2与线路板的基板热压粘合，而例如应用在电池领域时，所述金属箔作为电池的负极材料，导电层2与负极材料中的负极活性物质热压粘合。所述导电层2的用于与线路板的基板或负极活性物质等材料粘合的一面设置为所述粗化处理面21，以此增加所述导电层2的粘合性，减少粘合时起泡、起皱、破裂等的发生。
所述导电层2由导电性较好、电阻率较低的金属构成。所述导电层2的构成材料包括单金属和/或合金；其中，所述单金属由铜、铝、锌、镍、银和金中的任意一种材料制成，所述合金由铜、铝、锌、镍、银和金中的任意两种或两种以上材料制成，也可以是铜、铝、锌、镍、银和金中的任意两种或两种以上材料和其他材料混合制成。
在具体实施过程中，可以先形成金属箔的导电层2，然后再通过其他工艺在所述导电层2的一侧表面上形成粗化粒子22。当然，所述金属箔的导电层2和所述粗化粒子22还可以是通过一次成型工艺形成的整体结构。需要说明的是，所述粗化粒子22的材质可以是与所述导电层2的材质相同，也可以部分相同或不同，在此不做限定。
优选地，参见图5，是本发明实施例提供的第三种金属箔的结构示意图。所述金属箔包括承载体1和导电层2，还包括剥离层3，所述剥离层3设于所述承载体1和所述导电层2之间，也即，所述金属箔包括依次层叠设置的承载体1、剥离层3和导电层2，且所述承载体1的远离所述剥离层3的一侧为所述第一表面11，所述承载体1的靠近所述剥离层3的一侧为所述第二表面12，导电层2的远离所述剥离层3的一面为所述粗化处理面21。
在本发明实施例中，当所述承载体1通过剥离的方式被去除时，所述剥离方式为：通过剥离所述剥离层3的方式去除，也即通过剥离层3的剥离达到承载体1与导电层2的分离。
同时，由于剥离层的存在，能够阻挡导电层2与承载体1之间的金属迁移，而且，剥离层3能够遮盖或填充承载体1不平整的表面，使形成于剥离层3另一表面的导电层2更加平整、均匀和致密，减少了针孔的发生，进而有利于后续电路的制作。
优选地，所述剥离层3由金属材料或非金属材料制成。所述金属材料包括锌、镍、镉、铜、钼、钛和铌中的任意一种或多种；所述非金属材料包括氧、硅、石墨、有机高分子材料等，当剥离层为非金属材料时，形式可以为离型层。所述离型层包括无硅离型剂离型层、硅油离型层或氮素离型层。其中，离型层可以由离型剂涂布干燥后形成，在一种实施例中，离型剂可以包括HDPE(高密度聚乙烯)和PMA(丙二醇甲醚醋酸酯)溶剂等。当采用上述的两种离型剂时，HDPE∶PMA的质量比优选为(1～5)∶7。在另一种实施例中，离型剂可以包括氟素离型剂和溶剂；其中，氟素离型剂∶溶剂的体积比优选为(5～30)∶1。可以理解地，以上溶剂的种类没有特殊限制，可选用本领域常规离型剂溶剂，如可以为丁酮，均不构成对本发明的限定。
优选地，当所述剥离层3的材料为金属材料时，所述剥离层的厚度为2～100nm；或，当所述剥离层的材料为非金属材料时，所述剥离层的厚度小于或等于1μm。所述剥离层3的具体厚度可以根据实际使用要求进行设置，在此不做更多的赘述。
采用发明实施例中剥离层的结构设置，能保证适当的粘黏强度，同时，也保留一定的粘黏能力，使金属箔在热压过程中不会分层。
作为优选的实施方式，在所述金属箔中，所述承载体1和/或所述剥离层3中填充有用于吸热的介质。通过添加所述用于吸热的介质，使得金属箔热压到线路板基板或者作为新能源电池的负极材料与负极活性物质热压粘合时，所述用于吸热的介质能吸收热量，减少导电层2粘合面的热量，进一步减少了金属箔粘合时起泡、起皱、破裂等的发生。
作为优选地，所述用于吸热的介质为填料粒子。
参见图6至图8，是本发明实施例提供的第四至六种金属箔的结构示意图。在所述金属箔中，所述填料粒子的填充方式有三种：一是仅在所述承载体1中填充第一填料粒子13，具体可以参见图6；二是仅在所述剥离层3中填充第二填料粒子31，具体可以参见图7；三是在所述承载体1中填充第一填料粒子13，并在所述剥离层3中填充第二填料粒子31，具体可以参见图8。
可以理解地，图6至图8中的所述填料粒子的形状仅仅是示例性的，由于工艺手段及参数上的差异，所述填料粒子还可以为团簇状、挂冰状、钟乳石状、树枝状等其他形状。此外，本发明实施例中的用于吸热的介质并不仅限于填料粒子，也不受图示及上述形状的限制，只要是填充在承载体或剥离层且具有吸热作用的介质，均在本发明的保护范围之内。
作为优选的实施方式，参见图9，是本发明实施例提供的第七种金属箔的结构示意图。所述金属箔包括导电层2、承载体1和剥离层3，还包括粘结层4，所述粘结层4设于所述承载体1和所述剥离层3之间。也即，所述金属箔包括依次层叠设置的承载体1、粘结层4、剥离层3和导电层2，且所述导电层2的远离所述剥离层3的一面为所述粗化处理面1。
采用本发明实施例的技术手段，在承载体1与剥离层3之间增加粘结层4，提高承载体1与剥离层3之间的粘合力，剥离时二者不会分离，剥离力增加，能够有效改善剥离效果。同时，由于粘结层4和剥离层3的存在，能够遮盖承载体1不平整的表面，使形成于剥离层3另一面的导电层2的更加平整，均匀和致密，减少了针孔的发生，有利于后续线路的制作。
优选地，所述粘结层可以为金属粘结层或非金属粘结层。当为金属粘结层时，所述金属粘结层由铜、锌、镍、铁和锰中的任意一种或多种材料制成；或者，所述金属粘结层由铜或锌中的其中一种材料以及镍、铁和锰中的其中一种材料制成。当为非金属粘结层时，其材质选自聚苯乙烯系、乙酸乙烯酯类、聚酯类、聚乙烯类、聚酰胺类、橡胶类或丙烯酸酯类热塑性树脂、酚醛类、环氧类、热塑性聚酰亚胺、氨基甲酸酯类、三聚氰胺类或醇酸类热固性树脂、BT树脂、ABF树脂中的至少一种。
作为优选的实施方式，参见图10，是本发明实施例提供的第八种金属箔的结构示意图。所述金属箔还包括第一防氧化层5，所述第一防氧化层5设于所述导电层2的靠近所述剥离层3的一面上。也即，所述金属箔包括依次层叠设置的载承载体1、剥离层3、第一防氧化层5和导电层2。
在本发明实施例中是，在剥离层3与导电层2之间设置第一防氧化层5，能够提升导电层2的抗氧化性能，预防其氧化产生氧化膜，影响导电、导热效果，同时减少金属箔表面针孔数量，保证后续粘合在线路板基板后，蚀刻线路导通的完整性。并且，由于第一防氧化层5与剥离层3的粘合力较弱，因此还能提升剥离效果。
可选地，所述第一防氧化层5由镍、铜、铬、锌等金属中的至少一种和/或包括他们中的至少一种的合金制成。示例性的，通过包括化学镀、化学微电镀个等工艺在所述导电层2的表面形成所述第一防氧化层5。
作为优选的实施方式，参见图11，是本发明实施例提供的第九种金属箔的结构示意图。所述金属箔包括还包括第二防氧化层6，所述第二防氧化层6设于所述导电层2的远离所述剥离层3的一面上。也即，所述金属箔包括依次层叠设置的承载体1、剥离层3、第一防氧化层5、导电层2和第二防氧化层6。
在本发明实施例中，在所述导电层2的粗化处理面21上增设第二防氧化层6，能够有效保护导电层2与线路板基板粘合面的抗氧化性，并通过选择合适的材质，能协同提升导电层2与基板的粘合性能。
可选地，所述第二防氧化层6由镍、铜、铬、锌等金属中的至少一种和/或他们中至少一种的合金制成。示例性的，通过包括化学镀、化学微电镀个等工艺在所述导电层2的粗化处理面21上形成所述第二防氧化层6。
作为优选的实施方式，参见图12，是本发明实施例提供的第十种金属箔的结构示意图。所述金属箔还包括树脂层7，所述树脂层7设于所述导电层2的远离所述剥离层3的一面上。也即，所述金属箔包括依次层叠设置的承载体1、剥离层3、导电层2和树脂层7。
在本发明实施例中，在所述导电层2的粗化处理面21上增设树脂层7，也即在导电层2与线路板基板粘合的表面设置一层树脂层7，既能达到防氧化、防潮、防水等功能，又能提高与基板的粘合性能。
所述树脂层7由热塑性树脂、热固性树脂、BT树脂和ABF数值中的至少一种制成，其中，热塑性树脂包括聚苯乙烯系、乙酸乙烯酯类、聚酯类、聚乙烯类、聚酰胺类、橡胶类或丙烯酸酯类热塑性树脂；热固性树脂包括酚醛类、环氧类、热塑性聚酰亚胺、氨基甲酸酯类、三聚氰胺类或醇酸类热固性树脂。
需要说明的是，本发明实施例提供的金属箔的结构不限于上述实施例的多层结构，在实际应用中，还可以根据需求，增设其他的材料层和附加结构，均不构成对本发明的限定。
在本发明实施例中，所述承载体的第二表面的算术平均粗糙度Ra和水滴角Y测试方法具体如下：
算术平均粗糙度Ra的测量方法：将样品裁成200mm×250mm大小，将导电层的粗化处理面压合于覆盖膜胶面后，剥离所述承载体，采用接触式粗糙度测试仪或者白光干涉仪测量所述承载体的第二表面上不同位置(至少20个测试点)的粗糙度算术平均粗糙度Ra的值，并分别求取平均值作为第一表面的算术平均粗糙度Ra和均方根粗糙度Rq。
水滴角Y测试方法：将金属箔样品裁成100mm×150mm大小，将导电层的粗化处理面压合于覆盖膜胶面后，剥离所述承载体，采用水滴角测试设备测试该承载体的第二表面上不同位置(至少20个测试点)的水滴角值，并求平均值作为该表面的水滴角Y。
以具体实例对普通金属箔与本发明实施例结构的金属箔的电镀沉积速率、单位面积的针孔数量、厚度均匀性分别进行了测试和对比。
其中，A代表本发明实施例的金属箔产品，随机选取A1、A2、A3和A4共4个金属箔样品，B代表市售普通的金属箔产品。则，本发明实施例的金属箔产品A1、A2、A3、A4和市售普通的金属箔产品B的承载体的第二表面12的水滴角Y和算术平均粗糙度Ra的测试数据如表1所示：
表1
金属箔产品 水滴角(°) 算数平均粗糙度Ra(μm)
A1 0.016 0.06
A2 39.523 0.143
A3 40.942 0.167
A4 0.033 0.265
B 84.36 0.36
本发明实施例的金属箔产品A1、A2、A3、A4和市售普通的金属箔产品B的各项性能的对比结果如表2所示：
表2
Figure BDA0004155905910000181
Figure BDA0004155905910000191
由此可见，相比于市面销售的普通金属箔，采用本发明实施例结构的金属箔，通过对承载体的与导电层接触的一侧表面的结构进行优化，使得所述金属箔的电镀沉积速率高于普通金属箔，且金属箔单位面积的针孔数量较少、金属箔的厚度均匀性较好，各项性能均优于普通市售产品。
需要说明的是，本发明实施例中所测量的承载体的第二表面12的各项粗糙度参数和水滴角，均为从成品金属箔上剥离的承载体的数据，因此，所述承载体包含(部分)剥离层。
采用本发明实施例的技术手段，所述金属箔采用多层结构，其中，承载体包括相对的第一表面和第二表面，通过对承载体的相对的两个表面的粗糙度Rz、第二表面的粗糙度和水滴角的关系进行优化，侧表面能够与亲水性的电镀液充分接触，使得电镀液能够铺展地更加均匀，电镀导电层的沉积也更加均匀，从而有效减少导电层表面的金属瘤、晶粒聚集物生成，减少导电层表面由于局部电镀缺失而形成针孔的情况发生，提高了电镀的均匀性和金属箔厚度的均匀性，有效地提高了金属箔的良品率，同时提高了电镀过程效率，提高了金属箔的生产效率，同时，保证了该电镀产生的极薄金属箔在应用于线路板技术领域时，在线路加工过程中的质量稳定，不易产生断路、短路和由于厚度变化太大而导致的线路蚀刻不均匀的问题；在应用于新能源电池时，承载体优异的表面亲水性保证了金属箔与电解材料的良好粘合，保证了在电池工作过程中，不易发生电解原料从金属箔表面的脱落或分离起泡，保证了电池的性能，安全性和工作稳定性。并且，配合金属箔的其他材料层的结构优化，进一步提高了金属箔的质量，更好地满足实际应用需求。
实施例三
本发明实施例提供了一种线路板，所述线路板包括线路板基板及如上述任一项实施例所述的金属箔；所述金属箔包括承载体1和导电层2，所述导电层2的远离所述承载体1的一面与所述线路板基板相压合。
需要说明的是，所述金属箔的结构可以参考上述任意实施例所述的金属箔的结构，在此不再赘述。
采用本发明实施例的技术手段，通过对金属箔的承载体的相对的两个表面的粗糙度Rz、第二表面的算术平均粗糙度Ra和水滴角的关系进行优化，使得所述承载体的与导电层接触的一侧表面具有较好的亲水性，使得在该表面上所形成的导电层的金属瘤和针孔较少，金属箔的厚度均匀性和粗糙度等性能较好，适用于高频、高密线路板的制作，在线路加工过程中的质量稳定，不易产生断路、短路和由于厚度变化太大而导致的线路蚀刻不均匀的问题。
实施例四
本发明实施例还提供一种覆铜层叠板，具体可以为一种挠性覆铜板(FCCL)，亦称柔性覆铜板，所述挠性覆铜板包括如上任意实施例所述的金属箔。
需要说明的是，所述金属箔的结构可以参考上述任意实施例所述的金属箔的结构，在此不再赘述。
所述挠性覆铜板的结构包括：金属箔层、胶层、金属箔层，或，包括：金属箔层、胶层。胶层材质可以为聚酰亚胺(PI)、热塑性聚酰亚胺(TPI)、树脂等。
相比于现有技术，以具有改良的承载体的金属箔作为以上挠性覆铜板材料的应用，具有以下优势：通过对金属箔的承载体的相对的两个表面的粗糙度Rz、第二表面的算术平均粗糙度Ra和水滴角的关系进行优化，使得所述承载体的与导电层接触的一侧表面具有较好的亲水性，使得在该表面上所形成的导电层的金属瘤和针孔较少，金属箔的厚度均匀性和粗糙度等性能较好，使得制造的覆铜层叠板产品的成品良率得到提高，在后续具体使用过程中产品的性能更加稳定，可靠，且高频信号传输损失更小，且生产成本降低。
另外，所述覆铜层叠板，还可以为附树脂铜皮(RCC)，主要用于高密度电路，此时，金属箔的导电层的粗化处理面远离铜箔涂敷树脂的一侧。
实施例五
本发明实施例还提供了一种半导体材料，所述半导体材料包括上述任一实施例所述的金属箔。
需要说明的是，所述金属箔的结构可以参考上述任意实施例所述的金属箔的结构，在此不再赘述。
采用本发明实施例的技术手段，以所述金属箔作为半导体材料的应用，通过对金属箔的承载体的相对的两个表面的粗糙度Rz、第二表面的算术平均粗糙度Ra和水滴角的关系进行优化，使得所述承载体的与导电层接触的一侧表面具有较好的亲水性，使得在该表面上所形成的导电层的金属瘤和针孔较少，金属箔的厚度均匀性和粗糙度等性能较好，进而提高了金属箔产品的质量，适用于制作半导体器件和集成电路，提高了半导体器件和集成电路的质量和加工效率，减少了半导体器件和集成电路的不良率。
实施例六
本发明实施例还提供了一种应用于电池的负极材料，所述负极材料包括如上述任一实施例所述的金属箔。
需要说明的是，所述金属箔的结构可以参考上述任意实施例所述的金属箔的结构，在此不再赘述。
本发明实施例还提供了一种电池，所述电池的负极材料包括如上述任一实施例所述的金属箔。
相比于现有技术，以所述金属箔作为以上电池的负极载体或集流体的应用，具有以下优势：通过对金属箔的承载体的相对的两个表面的粗糙度Rz、第二表面的算术平均粗糙度Ra和水滴角的关系进行优化，使得所述承载体的与导电层接触的一侧表面具有较好的亲水性，使得在该表面上所形成的导电层的金属瘤和针孔较少，金属箔的厚度均匀性和粗糙度等性能较好，提高了金属箔产品的质量，有利于提高新能源电池的使用寿命和安全性。所述金属箔能够适用于新能源电池，如锂电电池、钠离子电池的负极材料中，作为负极集流体和载体材料。
以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。

Claims (18)

1.一种金属箔的承载体，其特征在于，所述承载体包括相对的第一表面和第二表面，第一表面的粗糙度Rz大于第二表面的粗糙度Rz，且所述第二表面的算术平均粗糙度Ra与所述第二表面的水滴角Y满足以下函数关系：
Y＝-3894.7×Ra2+1266.6×Ra-61.96，Ra＞0，0＜Y＜90°，且所述函数关系的相关系数R2为1。
2.如权利要求1所述的金属箔的承载体，其特征在于，所述第二表面的水滴角Y为22°～35°。
3.如权利要求1所述的金属箔的承载体，其特征在于，所述第二表面的算术平均粗糙度Ra为0.06～0.265μm。
4.如权利要求1至3任一项所述的金属箔的承载体，其特征在于，所述第二表面的粗糙度Rz为3.5～7μm。
5.如权利要求2所述的金属箔的承载体，其特征在于，所述第一表面的水滴角X是所述第二表面的水滴角Y的1.6～5倍。
6.如权利要求1所述的金属箔的承载体，其特征在于，所述第一表面的均方根粗糙度Rq为0.2～0.42μm。
7.一种金属箔，其特征在于，包括导电层和如权利要求1至6任一项所述的金属箔的承载体，所述承载体的第一表面为远离所述导电层的一侧表面，所述承载体的第二表面为靠近所述导电层的一侧表面。
8.如权利要求7所述的金属箔，其特征在于，所述承载体的材料包括以下金属元素中的至少一种：铜、铝、锌；或，所述承载体的材料为有机薄膜。
9.如权利要求7所述的金属箔，其特征在于，所述导电层的远离所述承载体的一面为粗化处理面，所述粗化处理面具有若干个粗化粒子；且所述粗化处理面的粗糙度Rz小于等于1.8μm。
10.如权利要求9所述的金属箔，其特征在于，所述导电层的材料包括铜、铝、锌、镍和银中的至少一种金属元素和/或它们中的至少一种的合金；且所述导电层的厚度为1～5μm。
11.如权利要求7所述的金属箔，其特征在于，所述金属箔还包括剥离层，所述剥离层设于所述承载体和所述导电层之间，所述剥离层的材料为金属材料，此时，所述剥离层的厚度为2～100nm；或，所述剥离层的材料为非金属材料，此时，所述剥离层的厚度小于或等于1μm。
12.如权利要求11所述的金属箔，其特征在于，所述承载体的第二表面上残留有剥离层元素。
13.如权利要求11所述的金属箔，其特征在于，所述承载体的第二表面上未残留有剥离层元素。
14.一种线路板，其特征在于，包括线路板基板及如权利要求7至13任一项所述的金属箔；所述导电层的远离所述承载体的一面与所述线路板基板相压合。
15.一种覆铜层叠板，其特征在于，所述覆铜层叠板包括如权利要求7至13任一项所述的金属箔。
16.一种半导体材料，其特征在于，所述半导体材料包括如权利要求7至13任一项所述的金属箔。
17.一种应用于电池的负极材料，其特征在于，所述负极材料包括如权利要求7至13任一项所述的金属箔。
18.一种电池，其特征在于，所述电池的负极材料包括如权利要求7至13任一项所述的金属箔。
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