CN116892000A - 一种复合铜箔的制备方法及复合铜箔 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种复合铜箔的制备方法及复合铜箔，包括非晶硅膜层、柔性基底膜层、铜膜层，在耐高温基材一侧表面上镀覆非晶硅膜层，氢化，在非晶硅膜层上方涂覆柔性基底膜层，在柔性基底膜层上方镀覆铜膜层，形成一种复合铜箔。激光辐照下，非晶硅膜层自基材上剥离，制得一种复合铜箔。这种复合铜箔膜层均匀，且易于自基材上剥离，剥离时不会损伤复合铜箔的膜层结构，能够很好的保持膜层的完整性。

Description

一种复合铜箔的制备方法及复合铜箔
技术领域
本发明涉及电池技术领域，具体涉及一种复合铜箔的制备方法及复合铜箔。
背景技术
金属箔通常用作锂电池的集流体，金属箔的材料大多选自铜或铝，为了改善金属箔的机械性能，提高金属箔的抗冲击力，现有技术中给出了复合金属箔。复合金属箔在金属层的下方设计一层柔性基底层，以增强整体的柔韧性，出于产业应用和降低成本的考虑，希望制作一种相对于现有技术更薄的复合金属箔，但是超薄复合金属箔在制备过程很容易产生褶皱，需要将其固定在某种基材上进行加工，待加工完成后再进行剥离，现有技术中将金属箔自基材剥离时容易撕裂柔性基底层，进而损害金属箔的性能，如果要完整的剥离整个金属箔，需要选择能量较高的激光，但是高能量激光也容易损伤膜层，选择可以剥离金属箔同时又不会损伤膜层结构的激光存在一定困难。因此，制造一种易于与基材剥离的复合金属箔是现有技术需要解决的问题。本发明提供了一种易于自基材上剥离的复合金属箔。
公开号为CN115224282A的中国专利文献公开了一种用于铝离子电池正极集流体的塑料复合导电膜制备方法，将导电碳均匀分散在第一溶液中，形成导电碳浓度为5-30g/mL的第二溶液，将第二溶液通过涂布的方法均匀的涂敷在易剥离的基底上，放入烘箱烘干后剥离得到塑料复合导电膜，第一溶液为聚合物溶解在溶剂中形成的聚合物溶液，塑料复合导电膜中，导电碳的质量百分比含量为5％～99％，聚合物的质量百分比含量为0％～90％，铝离子电池导电碳/聚合物集流体电导率150-104Scm-1、厚度为50-1000微米，此发明还涉及该塑料复合导电膜的应用。此发明将导电材料直接涂覆在基底上，在剥离时很容易损伤复合导电膜，造成导电膜撕裂。
公开号为CN114284505A的中国专利文献公开了一种多孔铜集流体及其制备方法和在锌/钠离子电池中的应用，此发明青铜合金作为原料，青铜合金是铜锡合金，其中含锡量较高，锡具有较为独特的性质，能够与大部分金属负极之间都有良好的亲和性，可以作形核剂，诱导金属的均匀沉积和生长。然而，发明人研究发现直接将青铜合金难以诱导金属锌的均匀沉积，因而本发明在酸性条件下，采用电化学脱合金法进行制备，能够调控青铜合金中的微观形貌及锡的含量，从而能够诱导金属锌的均匀沉积，提高锌的沉积剥离效率。另外，锡的金属活动性较高，能够直接与氢离子反应，为了提高多孔铜集流体中对锡含量的控制，本发明采用特定酸及浓度，保证对多孔铜集流体中对锡含量的控制。此发明是用金属膜层的均匀沉积来提高剥离效率，但是此种方法不能很好地提高剥离效率。
发明内容
为了解决以上问题，本发明提供了一种复合铜箔的制备方法及复合铜箔，采用此种方法制备的复合铜箔容易从基材上剥离，剥离时不会破坏复合膜层结构，且膜层均匀，复合铜箔性能稳定。
一种复合铜箔的制备方法，包括非晶硅膜层、柔性基底膜层、铜膜层，其特征在于，包括以下步骤：(1)在基材的一侧表面上镀覆所述非晶硅膜层；(2)在所述非晶硅膜层上方涂覆所述柔性基底膜层；(3)在所述柔性基底膜层上方镀覆铜膜层；(4)激光辐照于所述非晶硅膜层，使所述非晶硅膜层与所述基材剥离。
进一步地，步骤(1)完成后，通入硅烷和氢气，对所述非晶硅膜层进行氢化。
进一步地，所述基材表面温度为180-300℃，基材保持一定的温度能使涂覆在其表面的膜层与基材更好地结合。
进一步地，所述非晶硅膜层、柔性基底膜层、铜膜层的厚度比值为0.5～1.5：0.5～1.5：0.5～1.5。
进一步地，步骤(1)所述基材选用石英玻璃、陶瓷、镍基合金中的一种，基材需要维持一定的温度，选用耐高温材料。
进一步地，步骤(1)所述镀覆非晶硅膜层的压强为0～60Pa，温度为180-300℃。
进一步地，所述硅烷浓度≥70％，在高浓度硅烷下使非晶硅薄膜氢化，非晶硅薄膜内部含有较多的含氢基团，在激光辐照下，产生氢气。
进一步地，所述非晶硅薄膜的氢化时间为0～10min。
进一步地，步骤(2)所述柔性基底膜层的涂料优选为聚酰亚胺、聚芳酰胺、聚酰胺-酰亚胺中的一种。柔性基底膜层选用耐高温聚合材料。
进一步地，步骤(2)所述涂覆的方法为涂刷法、喷涂法、浸涂法。
进一步地，步骤(3)所述镀覆的方法为真空蒸镀法、磁控溅射法、离子束溅射法。
进一步地，步骤(3)所述铜膜层的厚度为0.1～10μm。
进一步地，步骤(4)所述激光的能量密度为44～60J/cm2。
进一步地，步骤(4)所述激光的线宽为170～210μm。
进一步地，采取上述任一项所述的方法制备的一种复合铜箔。
进一步地，所述一种复合铜箔的厚度为0.2～20μm。
一种双面复合铜箔，双面复合铜箔包括前述任一项中所述的两片复合铜箔，由所述的两片复合铜箔胶粘而成。
本发明采用以上方法制备的复合铜箔从基材上剥离时候剥离力小，剥离时不会破坏复合膜层结构，且膜层均匀，复合铜箔性能稳定。本发明的产品可通过调节柔性高分子层的厚度，调整最终复合铜箔的厚度，实现目前方法无法达到的更薄复合铜箔
附图说明
图1为本申请的一种复合铜箔的结构示意图。
图2为本申请的一种复合铜箔自基材剥离时非晶硅膜层与基材结合界面示意图。
图3为本申请的一种复合铜箔自基材剥离时非晶硅膜层与基材结合界面结构示意图。
具体实施方式
以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。须知，下列实施例中未具体注明的工艺设备或装置均采用本领域内的常规设备或装置。此外应理解，本发明中提到的一个或多个方法步骤并不排斥在所述组合步骤前后还可以存在其他方法步骤或在这些明确提到的步骤之间还可以插入其他方法步骤，除非另有说明；还应理解，本发明中提到的一个或多个设备/装置之间的组合连接关系并不排斥在所述组合设备/装置前后还可以存在其他设备/装置或在这些明确提到的两个设备/装置之间还可以插入其他设备/装置，除非另有说明。而且，除非另有说明，各方法步骤的编号仅为鉴别各方法步骤的便利工具，而非为限制各方法步骤的排列次序或限定本发明可实施的3范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容的情况下，当亦视为本发明可实施的范畴。
为了便于理解本申请，下面将参照相关附图对本申请进行更全面的描述。附图中给出了本申请的较佳实施例。但是，本申请可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本申请的公开内容的理解更加透彻全面。
为了简便，本申请仅明确地公开了一些数值范围。然而，任意下限可以与任何上限组合形成未明确记载的范围；以及任意下限可以与其它下限组合形成未明确记载的范围，同样任意上限可以与任意其它上限组合形成未明确记载的范围。此外，尽管未明确记载，但是范围端点间的每个点或单个数值都包含在该范围内。因而，每个点或单个数值可以作为自身的下限或上限与任意其它点或单个数值组合或与其它下限或上限组合形成未明确记载的范围。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本申请。需要说明的是，除非另有说明，本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合，“以上”、“以下”为包含本数，“一种或多种”中的“多种”的含义是两种以上。
本申请的上述申请内容并不意欲描述本申请中的每个公开的实施方式或每种实现方式。如下描述更具体地举例说明示例性实施方式。在整篇申请中的多处，通过一系列实施例提供了指导，这些实施例可以以各种组合形式使用。在各个实例中，列举仅作为代表性组，不应解释为穷举。
下面结合本发明中的附图对本发明的实施例进行详细地描述。
为了便于理解本申请，下面将参照相关附图对本申请进行更全面的描述。附图中给出了本申请的较佳实施例。但是，本申请可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本申请的公开内容的理解更加透彻全面。
为了简便，本申请仅明确地公开了一些数值范围。然而，任意下限可以与任何上限组合形成未明确记载的范围；以及任意下限可以与其它下限组合形成未明确记载的范围，同样任意上限可以与任意其它上限组合形成未明确记载的范围。此外，尽管未明确记载，但是范围端点间的每个点或单个数值都包含在该范围内。因而，每个点或单个数值可以作为自身的下限或上限与任意其它点或单个数值组合或与其它下限或上限组合形成未明确记载的范围。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本申请。需要说明的是，除非另有说明，本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合，“以上”、“以下”为包含本数，“一种或多种”中的“多种”的含义是两种以上。
本申请的上述申请内容并不意欲描述本申请中的每个公开的实施方式或每种实现方式。如下描述更具体地举例说明示例性实施方式。在整篇申请中的多处，通过一系列实施例提供了指导，这些实施例可以以各种组合形式使用。在各个实例中，列举仅作为代表性组，不应解释为穷举。
下面结合说明书附图对本发明实施例进行详细的说明。
本发明中一种复合铜箔1由非晶硅膜层12、柔性基底膜层13、铜膜层14组成，在基材11的一侧表面上镀覆非晶硅膜层12，非晶硅膜层12在高浓度硅烷环境下的氢化一定时间，在非晶硅膜层12的上方涂覆一层柔性基底膜层13，在柔性基底膜层的上方镀覆铜膜层14，镀膜完成后，用激光2辐照复合铜箔1，非晶硅膜层12与基材11分离，将非晶硅膜层12自基材11上剥离下来，制造出一种复合铜箔1.
本发明实施例中非晶硅膜层12在高浓度硅烷环境下氢化，能够增加非晶硅膜层的氢含量，待镀膜完成后，经过激光2的辐照，非晶硅膜层12中释放大量氢气，在基材11的非晶硅膜层12的结合界面形成大量气泡121，在激光2和气泡121的作用下，非晶硅膜层12与基材11能够轻易地剥离，不会损害复合铜箔1的结构。
本发明中的硅烷浓度是指氢化非晶硅膜层12时通入的气体中硅烷流量占总气体流量(硅烷+氢气)的比例，硅烷浓度影响非晶硅膜层12的含氢量，最终影响非晶硅膜层12与基材11的剥离效果。非晶硅膜层12的含氢量越高，在激光的照射下产生更多的气泡，非晶硅膜层12和基材11的剥离效果越好。
实施例中剥离比的计算方式＝能够剥离的膜层面积/膜层总面积；撕裂比的计算方式＝膜层发生撕裂的面积/膜层总面积。
电导率的测量方法很多，比如三探针法、霍尔效应法、扩展电阻法、四探针法等，四探针法是一种广泛采用的标准方法，具有设备简单、操作方便、精确度高的优点。四探针测试技术，是用4根等间距配置的探针扎在半导体表面上，由恒流源给外侧的两根探针提供一个适当小的电流I，然后测量出中间两根探针之间的电压V，就可以求出半导体的电阻率。电导率为电阻率的倒数。
在观察气泡时，可选择CCD检测器(光子探测器)。针对微米级的较大气泡，可以通过动态图像法进行最直接的拍摄与检测。动态图像法是利用光源直接照射流经检测区的颗粒，并利用CCD检测器获取所有颗粒的实时投影。它可以实时统计所有流经的颗粒的粒径和数量，可以通过颗粒的球形度、长宽比等参数来区分微米气泡与其他类型的物质，还可以通过气泡粒径与浓度的区别来探究不同因素对微米气泡的影响，评估微米气泡的实际应用价值。
基材的选择：选择表面光滑、无明显缺陷的石英玻璃、陶瓷、镍基合金。这三种材料都是耐高温材料，能够避免基底材料在激光辐照时因不耐受高温而熔化。
非晶硅膜层的制备：非晶硅薄膜的制备方法从制备原理来分，可分为物理方法和化学方法两大类。常用的物理方法包括电子束物理气相沉积和磁控溅射等；常用的化学方法是化学气相沉积法，主要包括等离子体增强化学气相沉积、射频辉光放电等离子体化学气相沉积法、微波等离子体化学气相沉积法等。物理方法磁控溅射法所制备的薄膜致密性好、针孔少且膜层附着性好，纯度较高。在工艺上易于自动化，能够进行大批量的生产，能源消耗和生产成本低，是当今薄膜制备的主要技术之一。使用磁控溅射法制备非晶硅薄膜，实验采用FJL560型超高真空磁控与离子束联合溅射设备，溅射靶材是纯度99.99％的单晶硅。基片使用经过超声清洗的玻璃片，清洗液依次使用去离子水，丙酮和无水乙醇，溅射使用直流电源，基底到靶面的距离为10cm，溅射气体是高纯(99.99％)氩气，开启电源，开启机械泵，抽粗真空，接着开启分子泵，直至系统的工作气压接近1.5Pa，将氩气瓶(99.99％的高纯氩气)的通气阀门打开，预先通氩气20min，以清除管道和真空室壁上的吸附气体，为了获得纯净的Si薄膜，在沉积薄膜前，首先让靶预溅射几分钟，以除去靶上的杂质，保持60～300W的功率进行溅射，沉积后的薄膜在300℃和450℃下分别退火3min；化学方法等离子体增强化学沉积法等离子体增强化学气相沉积(PECVD)技术是借助于辉光放电等离子体使含有薄膜组成的气态物质发生化学反应，从而实现薄膜材料生长的一种新的制备技术，由于PECVD技术是通过应气体放电来制备薄膜的，有效地利用了非平衡等离子体的反应特征，从根本上改变了反应体系的能量供给方式，一般说来，采用PECVD技术制备薄膜材料时，薄膜的生长主要包含以下三个基本过程：首先，在非平衡等离子体中，电子与反应气体发生初级反应，使得反应气体发生分解，形成离子和活性基团的混合物；其二，各种活性基团向薄膜生长表面和管壁扩散输运，同时发生各反应物之间的次级反应；最后，到达生长表面的各种初级反应和次级反应产物被吸附并与表面发生反应，同时伴随有气相分子物的再放出。具体说来，基于辉光放电方法的PECVD技术，能够使得反应气体在外界电磁场的激励下实现电离形成等离子体。在辉光放电的等离子体中，电子经外电场加速后，其动能通常可达10eV左右，甚至更高，足以破坏反应气体分子的化学键，因此，通过高能电子和反应气体分子的非弹性碰撞，就会使气体分子电离(离化)或者使其分解，产生中性原子和分子生成物。正离子受到离子层加速电场的加速与上电极碰撞，放置衬底的下电极附近也存在有一较小的离子层电场，所以衬底也受到某种程度的离子轰击，因而分解产生的中性物依扩散到达管壁和衬底，这些粒子和基团(这里把化学上是活性的中性原子和分子物都称之为基团)在漂移和扩散的过程中，由于平均自由程很短，所以都会发生离子-分子反应和基团-分子反应等过程，到达衬底并被吸附的化学活性物(主要是基团)的化学性质都很活泼，由它们之间的相互反应从而形成薄膜。
柔性基底膜层的制备：柔性基底膜层选自聚酰亚胺、聚芳酰胺、聚酰胺-酰亚胺中的一种。例如，制备一种聚酰亚胺膜，在有机溶剂中使二胺完全溶解后，再加入二酐充分混合，之后注入选配的冰乙酸催化剂进行反应，聚合全程皆在氮气且低温环境下进行,之后以0.1-1.0μm孔径滤芯进行过滤，该滤芯是PP或PTFE材质，将过滤后之聚酰亚胺预聚体加热进行亚胺化反应，制得亚胺化程度不小于80％的聚酰亚胺预聚体；其中聚合温度和时间为先在-20--2℃搅拌2小时，然后再25℃持续搅拌12小时；(2)通过所述聚酰亚胺预聚体进行流延制得所述用于AMOLED的聚酰亚胺薄膜；其中，所述流延过程为经过优选的多梯度温度及升降温速率的烘烤条件制备亚胺化程度不低于99％的聚酰亚胺薄膜，所述优选的多梯度温度升降过程为将湿膜在80-150°C的热风干燥或加热板干燥1小时后，将薄膜剥离后放入高温烤箱，或将聚酰亚胺薄膜及玻璃之复合基板放入高温烤箱,将高纯氮气通入高温烤箱，1小时后烤箱内含氧量不高于1000ppm,设定温度梯度如下：30分钟升温到120°C，在120℃维持10分钟，再10分钟升温到150℃，在150℃维持10分钟，再10分钟升温到180℃，在180℃维持10分钟，再23分钟升温到250℃，在250℃维持10分钟，再1小时7分钟升温到450℃，在450°C维持20分钟，再1小时15分钟降温到180℃，再1小时5分钟降温到50℃；所述薄膜烘烤环境内的氧浓度含量为0-1000ppm。聚芳酰胺、聚酰胺-酰亚胺膜层的制备也可采用此种方式。将制备完成的柔性基底膜层过旋涂、热压合、静电喷涂、等离子体喷涂、狭缝式涂布、网纹涂布、微凹涂布、逗号刮刀涂布、丝网印刷、气相沉积、真空镀膜、热喷涂中的一种或几种方法将所述柔性基底膜层覆盖到基材上。
铜膜层的制备：镀覆铜膜层目前通常采用溅射法、电镀法、电子束蒸镀法、离子镀法。例如，磁控溅射镀铜膜层时，采用微颗粒磁控溅射镀膜设备。该设备是在普通直流磁控溅射镀膜设备的基础上，增加了一个超声波振动发生器，溅射镀膜时，通过调节样品架的摆动频率和超声波的振动功率，使微颗粒能保持较好的分散性，并通过调节各种溅射条件，就可以在微颗粒表面沉积上金属薄膜。溅射所用的靶材为纯度达99.99％圆形Cu靶，直径10cm，厚度为0.5cm，把靶材安放在接有冷却循环水装置的靶架上，把1g平均粒度为60μm的碳化硅粉体颗粒放入到样品架上的样品皿中，靶基距为17cm，真空室内抽真空之后，引入纯度为99.99％溅射气体氩气，气体的流速由质量流量计控制，溅射气压9x10-1Pa，溅射功率为50～400W，控制溅射时间、基底温度，得到不同参数和性能的铜膜层。
激光器的种类很多，包括固体激光器、气体激光器、染料激光器、半导体激光器、光纤激光器、自由电子激光器。本发明激光器可选择半导体激光器，波长选择650nm。半导体激光器是用半导体材料作为工作物质的激光器。由于物质结构上的差异，不同种类产生激光的具体过程比较特殊。常用工作物质有砷化镓(GaAs)、硫化镉(CdS)、磷化铟(InP)、硫化锌(ZnS)等。激励方式有电注入、电子束激励和光泵浦三种形式。半导体激光器件，可分为同质结、单异质结、双异质结等几种。同质结激光器和单异质结激光器在室温时多为脉冲器件，而双异质结激光器室温时可实现连续工作。
实施例1：
一种复合铜箔的制备方法及复合铜箔1，制备方法参见以下步骤：调整等离子化学气相沉积的真空室内压力为30Pa，温度为220℃，在石英玻璃11的一侧表面上镀覆非晶硅膜层12，镀覆完成后，通入硅烷和氢气(硅烷浓度为90％)，氢化5min，氢化完成后，在非晶硅膜层12的上方涂覆聚酰亚胺(PI)膜层13，涂覆完成后，在聚酰亚胺膜层13上方磁控溅射铜膜层，膜层厚度为2μm。镀覆完铜膜层之后，用能量密度为46J/cm2的激光2辐照非晶硅膜层12，激光2线宽为200μm，非晶硅膜层12与石英玻璃11的结合界面出现大量气泡121，在激光2的照射下，非晶硅膜层12与石英玻璃11剥离，复合铜箔1自石英玻璃11剥离，制得一种复合铜箔1，厚度为5μm，剥离比为L1，非晶硅膜层12的撕裂比为S1。利用FIB技术将复合铜箔1切割成8个测试模块，分别测量每个测试模块的电导率数值E1-1、E1-2、E1-3、E1-4、E1-5、E1-6、E1-7、E1-8。
实施例2：
一种复合铜箔的制备方法及复合铜箔1，制备方法参见以下步骤：调整等离子化学气相沉积的真空室内压力为30Pa，温度为220℃，在石英玻璃11的一侧表面上镀覆非晶硅膜层12，镀覆完成后，在非晶硅膜层12的上方涂覆聚酰亚胺(PI)膜层13，涂覆完成后，在聚酰亚胺膜层13上方磁控溅射铜膜层，膜层厚度为2μm。镀覆完铜膜层之后，用能量密度为58J/cm2的激光2辐照复合铜箔1，激光2线宽为200μm，非晶硅膜层12与石英玻璃11的结合界面出现大量气泡121，在激光2的照射下，非晶硅膜层12与石英玻璃11剥离，复合铜箔1自石英玻璃11剥离，制得一种复合铜箔1，厚度为5μm，剥离比为L2，非晶硅膜层12的撕裂比为S2。利用FIB技术将超薄复合铜箔1切割成8个测试模块，分别测量每个测试模块的电导率数值E2-1、E2-2、E2-3、E2-4、E2-5、E2-6、E2-7、E2-8。
实施例3：
一种复合铜箔的制备方法及复合铜箔1，制备方法参见以下步骤：调整等离子化学气相沉积的真空室内压力为45Pa，温度为260℃，在陶瓷11的一侧表面上镀覆非晶硅膜层12，镀覆完成后，通入硅烷和氢气(硅烷浓度为80％)，氢化8min，氢化完成后，在非晶硅膜层12的上方涂覆聚酰胺(PA)膜层13，涂覆完成后，在聚酰亚胺膜层13上方磁控溅射铜膜层，膜层厚度为3μm。镀覆完铜膜层之后，用能量密度为50J/cm2的激光2辐照非晶硅膜层12，激光2线宽为180μm，非晶硅膜层12与陶瓷11的结合界面出现大量气泡121，在激光2的照射下，非晶硅膜层12与陶瓷11剥离，复合铜箔1自陶瓷11剥离，制得一种复合铜箔1，厚度为7μm，剥离比为L3，非晶硅膜层12的撕裂比为S3。利用FIB技术将超薄复合铜箔1切割成8个测试模块，分别测量每个测试模块的电导率数值E3-1、E3-2、E3-3、E3-4、E3-5、E3-6、E3-7、E3-8。
实施例4：
一种复合铜箔的制备方法及复合铜箔1，制备方法参见以下步骤：调整等离子化学气相沉积的真空室内压力为45Pa，温度为200℃，在石英玻璃11的一侧表面上镀覆非晶硅膜层12，镀覆完成后，通入硅烷和氢气(硅烷浓度为70％)，氢化7min，在非晶硅膜层12的上方涂覆聚酰亚胺(PI)膜层13，涂覆完成后，在聚酰亚胺膜层13上方磁控溅射铜膜层，膜层厚度为0.5μm。镀覆完铜膜层之后，用能量密度为50J/cm2的激光2辐照复合铜箔1，激光2线宽为178μm，非晶硅膜层12与石英玻璃11的结合界面出现大量气泡121，在激光2的照射下，非晶硅膜层12与石英玻璃11剥离，复合铜箔1自石英玻璃11剥离，制得一种复合铜箔1，厚度为1.2μm，剥离比为L4，非晶硅膜层12的撕裂比为S4。利用FIB技术将超薄复合铜箔1切割成8个测试模块，分别测量每个测试模块的电导率数值E4-1、E4-2、E4-3、E4-4、E4-5、E4-6、E4-7、E4-8。
实施例5：
取实施例1、5所制备的复合铜箔两片。选择聚氨酯基、丙烯酸酯基、丁基橡胶基等前躯体。将胶水涂布至第一复合铜箔的背面和第二复合铜箔无铜的一侧，等待干燥。
干燥后，将第一复合铜箔和第二复合铜箔胶水层对正叠放。在氮气保护作用下，进行热压粘合。
本实施例中，第一复合铜箔为5μm，第二复合铜箔为1.2μm。热压粘合后形成双面复合铜箔。双面复合铜箔的厚度为6.5μm。
通过本发明方法，可以灵活的获得不同厚度的双面复合铜箔。这些不同厚度的双面复合铜箔可以用在需要的任意场合。
对比例1：
对比例1相对于实施例1，其他操作条件不变，在非晶硅膜层12氢化时，硅烷浓度为10％，制得一种复合铜箔1，厚度为5μm，剥离比为L5，非晶硅膜层12的撕裂比为S5。利用FIB技术将超薄复合铜箔1切割成8个测试模块，分别测量每个测试模块的电导率数值E5-1、E5-2、E5-3、E5-4、E5-5、E5-6、E5-7、E5-8。
对比例2：
对比例2相对于实施例2，其他操作条件不变，不镀覆非晶硅膜层12，制得一种复合铜箔1，厚度为5μm，剥离比为L6，非晶硅膜层12的撕裂比为S6。利用FIB技术将超薄复合铜箔1切割成8个测试模块，分别测量每个测试模块的电导率数值E6-1、E6-2、E6-3、E6-4、E6-5、E6-6、E6-7、E6-8。
经测量和计算，实施例和对比例剥离比和撕裂比的数值见下表：
表1剥离比和撕裂比
序号 剥离比(％) 撕裂比(％)
实施例1 100 0
实施例2 100 0
实施例3 100 0
实施例4 100 0
对比例1 95 3
对比例2 70 23
表2电导率数值表
以上所述，仅为本申请的具体实施方式，在本申请的上述教导下，本领域技术人员可以在上述实施例的基础上进行其他的改进或变形。本领域技术人员应该明白，上述的具体描述只是更好的解释本申请的目的，本申请的保护范围应以权利要求的保护范围为准。
此外，本领域的技术人员能够理解，尽管在此所述的一些实施例包括其它实施例中所包括的某些特征而不是其它特征，但是不同实施例的特征的组合意味着处于本申请的范围之内并且形成不同的实施例。例如，在下面的权利要求书中，所要求保护的实施例的任意之一都可以以任意的组合方式来使用。

Claims (18)

1.一种复合铜箔的制备方法，包括非晶硅膜层、柔性基底膜层、铜膜层，其特征在于，包括以下步骤：
(1)在基材的一侧表面上镀覆所述非晶硅膜层；；
(2)在所述非晶硅膜层上方涂覆所述柔性基底膜层；
(3)在所述柔性基底膜层上方镀覆铜膜层；
(4)激光辐照于非晶硅膜层，使所述非晶硅膜层与所述基材剥离。
2.根据权利要求1所述的一种复合铜箔的制备方法，其特征在于，步骤(1)完成后，通入硅烷和氢气，对所述非晶硅膜层进行氢化。
3.根据权利要求1所述的一种复合铜箔的制备方法，其特征在于，所述基材表面温度为180-300℃。
4.根据权利要求1所述的一张复合铜箔的制备方法，其特征在于，所述非晶硅膜层、柔性基底膜层、铜膜层的厚度比值为0.5～1.5：0.5～1.5：0.5～1.5。
5.根据权利要求1所述的一种复合铜箔的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述基材选用石英玻璃、陶瓷、镍基合金中的一种。
6.根据权利要求1所述的一种复合铜箔的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述镀覆非晶硅膜层的压强为0～60Pa，温度为180-300℃。
7.根据权利要求2所述的一种复合铜箔的制备方法，所述硅烷浓度≥70％。
8.根据权利要求2所述的一种复合铜箔的制备方法，其特征在于，所述非晶硅膜层氢化的时间为0～10min。
9.根据权利要求1所述的一种复合铜箔的制备方法，其特征在于，步骤(2)所述柔性基底膜层的涂料优选为聚酰亚胺、聚芳酰胺、聚酰胺-酰亚胺中的一种。
10.根据权利要求1所述的一种复合铜箔的制备方法，其特征在于，步骤(2)所述涂覆的方法为涂刷法、喷涂法、浸涂法。
11.根据权利要求1所述的一种复合铜箔的制备方法，其特征在于，步骤(3)所述镀覆的方法为真空蒸镀法、磁控溅射法、离子束溅射法。
12.根据权利要求1所述的一种复合铜箔的制备方法，其特征在于，步骤(3)所述铜膜层的厚度为0.1～10μm。
13.根据权利要求1所述的一种复合铜箔的制备方法，其特征在于，步骤(4)所述激光的能量密度为44～60J/cm2。
14.根据权利要求1所述的一种复合铜箔的制备方法，其特征在于，步骤(4)所述激光的线宽为170～210μm。
15.根据权利要求1-14任一项所述的方法制备的一种复合铜箔。
16.根据权利要求15所述的一种复合铜箔，其特征在于，厚度为0.2～20μm。
17.根据权利要求15所述的一种复合铜箔，其特征在于，电导率为0.8×104～5×105S/cm。
18.一种双面复合铜箔，其特征在于：双面复合铜箔包括权利要求15-17任一项中所述的两片复合铜箔，由所述的两片复合铜箔胶粘而成。
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Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20140057008A (ko) * 2012-11-02 2014-05-12 (주)인터플렉스 구리호일 제조방법
CN107528011A (zh) * 2017-08-21 2017-12-29 武汉华星光电半导体显示技术有限公司 一种柔性显示面板及其制备方法、柔性显示器
CN108172543A (zh) * 2018-01-12 2018-06-15 武汉华星光电半导体显示技术有限公司 一种柔性基底的剥离方法以及衬底基板
CN113421697A (zh) * 2021-05-28 2021-09-21 汕头超声显示器技术有限公司 一种柔性覆铜膜及其制造方法
US20220127743A1 (en) * 2019-02-28 2022-04-28 Circuit Foil Luxembourg Composite copper foil and method of fabricating the same
CN116083861A (zh) * 2023-02-13 2023-05-09 攀枝花学院 电子束真空蒸镀制备超薄锂电铜箔的方法

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20140057008A (ko) * 2012-11-02 2014-05-12 (주)인터플렉스 구리호일 제조방법
CN107528011A (zh) * 2017-08-21 2017-12-29 武汉华星光电半导体显示技术有限公司 一种柔性显示面板及其制备方法、柔性显示器
CN108172543A (zh) * 2018-01-12 2018-06-15 武汉华星光电半导体显示技术有限公司 一种柔性基底的剥离方法以及衬底基板
US20220127743A1 (en) * 2019-02-28 2022-04-28 Circuit Foil Luxembourg Composite copper foil and method of fabricating the same
CN113421697A (zh) * 2021-05-28 2021-09-21 汕头超声显示器技术有限公司 一种柔性覆铜膜及其制造方法
CN116083861A (zh) * 2023-02-13 2023-05-09 攀枝花学院 电子束真空蒸镀制备超薄锂电铜箔的方法

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