專利名稱：210～400μm超厚電解銅箔及其復(fù)合工藝方法和設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于電解銅箔制造領(lǐng)域，特別涉及一種210～400μm超厚電解銅箔及其復(fù)合工藝方法和設(shè)備。
背景技術(shù)：
隨著電解銅箔使用領(lǐng)域的逐年擴(kuò)大，近期在汽車行業(yè)里對(duì)使用超厚銅箔來解決傳統(tǒng)的主電路回路因大電流、溫升高、占空間等問題取得了突破性的進(jìn)展，據(jù)行業(yè)的預(yù)測(cè)，從2005年開始汽車行業(yè)對(duì)使用超厚電解銅箔所制造的印制電路板的需求量將大幅提升，但如何根據(jù)這一市場(chǎng)信息生產(chǎn)符合標(biāo)準(zhǔn)的超厚電解銅箔是銅箔生產(chǎn)界共同面對(duì)的攻關(guān)課題。在傳統(tǒng)的生產(chǎn)設(shè)備和工藝中銅箔的生產(chǎn)是這樣的把表面粗糙度Ra≤0.25μm的陰極輥，將其軸線以下浸泡在加入有含銅量在50-110g/L，含酸量60-100g/L，溫度在35-65℃流動(dòng)硫酸銅溶液的陽(yáng)極槽中，在陰極輥和陽(yáng)極槽之間通入電流A，這樣根據(jù)電鍍?cè)黻帢O輥在流動(dòng)硫酸銅溶液浸泡部分表面就會(huì)鍍上銅粒子，根據(jù)電鍍常數(shù)1.186g/A/h，在電流A一定的情況下陰極輥表面所鍍銅粒子的厚度取決于陰極輥在硫酸銅溶液中浸泡的時(shí)間h，轉(zhuǎn)動(dòng)陰極輥改變陰極輥在硫酸銅溶液中浸泡的時(shí)間h就可以改變陰極輥表面所鍍銅粒子的厚度，隨著陰極輥的轉(zhuǎn)動(dòng)和連續(xù)不斷的將鍍?cè)陉帢O輥表面上具有一定厚度的銅粒子揭下就可以得到不同厚度的銅箔。銅箔貼于陰極輥表面的一側(cè)稱為光面，鍍層面稱為毛面，由于電鍍過程中的極化作用，在銅箔的毛面將產(chǎn)生像山峰一樣的不規(guī)則的銅顆粒，銅箔越厚，其毛面的銅顆粒越大，粗糙度也越大。
目前在＜210μm銅箔的生產(chǎn)工藝中是通過加入添加劑的方法控制銅箔毛面的粗糙度Ra。但是當(dāng)銅箔厚度≥210μm時(shí)用加入添加劑的方法控制銅箔毛面的粗糙度已不可能，同時(shí)由于超厚銅箔毛面粗糙度Ra難以控制使得銅箔在從陰極輥表面剝離后通過剝離輥時(shí)，毛面銅顆粒與剝離輥的擠壓使銅箔產(chǎn)生大面積針孔而無法成型。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是針對(duì)上述問題研制出一種210～400μm超厚電解銅箔及其復(fù)合工藝方法和設(shè)備。
一種210～400μm超厚電解銅箔，其毛面粗糙度Ra≤20μm。
本發(fā)明的復(fù)合工藝設(shè)備是由陰極輥、陽(yáng)極板槽、溢流槽、剝離輥、清洗段、防氧化處理段、烘干段、收卷段和支撐框架組成，其特征在于，所述的剝離輥與銅箔接觸部分采用柔性材料，柔性材料硬度≤85°，在所述的剝離輥之后裝有在線拋磨裝置，拋磨裝置中裝有壓力輥和拋磨輥，壓力輥的兩側(cè)裝有下壓裝置，用以控制拋磨輥對(duì)銅箔的拋磨力度，在壓力輥的上部裝有噴水管，拋磨輥的砂輪粒度在50～1200#。
一種制造210～400μm超厚電解銅箔的復(fù)合工藝方法，包括在含銅量于50～110g/L，含酸量于60～100g/L，溫度于35-65℃流動(dòng)硫酸銅溶液中進(jìn)行電解，其特征在于，電解后的銅箔從陰極輥上剝離后經(jīng)剝離輥到在線拋磨裝置拋磨，在拋磨裝置中，拋磨輥的砂輪粒度在50～1200#，拋磨輥的轉(zhuǎn)速控制在50轉(zhuǎn)/分～3000轉(zhuǎn)/分，拋磨輥的搖擺頻率控制在50次/分～300次/分，搖擺幅度≤5cm。根據(jù)工藝要求可設(shè)置多段拋磨。然后經(jīng)清洗、防氧化處理、烘干、收卷制成原箔，再經(jīng)后處理制成210～400μm超厚電解銅箔。
本發(fā)明達(dá)到的有益效果是，由于剝離輥與銅箔接觸部分采用柔性材料，從而解決了毛面銅顆粒與剝離輥的擠壓而使銅箔產(chǎn)生大面積針孔的難題。將傳統(tǒng)的電解法和高精度在線拋磨技術(shù)結(jié)合于一體，成功的解決了超厚銅箔的制造過程中因極化時(shí)間過長(zhǎng)，導(dǎo)致無法采用單一添加劑工藝的電解法來遏制銅離子還原過程中所產(chǎn)生的不規(guī)則且粗糙的銅瘤，從而造成因銅離子還原分布不均以及造大面積針孔不能成形的技術(shù)難題。
下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作一詳細(xì)描述。


圖1為本發(fā)明工作流程示意圖；圖2為拋磨裝置主視圖；圖3為拋磨裝置右視圖。
具體實(shí)施例方式
見圖1，在陽(yáng)極板槽18的中間底部沿軸向開有一個(gè)與陰極輥1表面軸向長(zhǎng)度相同的進(jìn)液槽孔17，含銅量在50～110g/L，含酸量在60～100g/L，溫度在35-65℃的硫酸銅溶液經(jīng)進(jìn)液槽孔17流入陽(yáng)極板槽18，然后經(jīng)溢流槽16返回，陰極輥1在含有硫酸銅溶液的陽(yáng)極板槽18中沿陰極輥1上所示箭頭方向轉(zhuǎn)動(dòng)，陰極輥1為負(fù)極，陽(yáng)極槽18為陽(yáng)極，在陰極輥1和陽(yáng)極槽18之間通入電流A，這樣根據(jù)電鍍?cè)黻帢O輥1在流動(dòng)硫酸銅溶液浸泡部分表面就會(huì)鍍上銅粒子從而形成銅箔3，從陰極輥1上揭下來的銅箔3經(jīng)剝離輥2，從拋磨段14的拋磨裝置6的壓輥4和拋磨輥5中間穿過，通過安裝在清洗段11和防氧化處理段12上的數(shù)個(gè)導(dǎo)向輥8經(jīng)烘干段9進(jìn)入收卷段10。由于剝離輥2上包有一層硬度≤85°的橡膠所以當(dāng)銅箔3的毛面接觸到剝離輥2時(shí)，銅箔3毛面含有尖峰的不規(guī)則銅粒子壓進(jìn)剝離輥2上所包的橡膠，避免了這些不規(guī)則銅粒子與剝離輥2的反作用力造成的銅箔3表面的針孔。
當(dāng)銅箔3從壓輥4和拋磨輥5中間穿過時(shí)，拋磨輥5將銅箔3毛面不規(guī)則銅粒子的尖峰磨掉，使銅箔3毛面的粗糙度Ra達(dá)到≤20μm。通過裝在壓力輥4兩邊的下壓裝置控制拋磨輥5對(duì)銅箔3的拋磨力度，壓力輥4的材料為不銹鋼，拋磨輥5的砂輪粒度選擇在50～1200#之間，拋磨輥5的轉(zhuǎn)速控制在50轉(zhuǎn)/分～3000轉(zhuǎn)/分，拋磨輥5的搖擺頻率控制在50次/分～300次/分，搖擺幅度≤5cm。根據(jù)工藝要求可以設(shè)置多段拋磨裝置6進(jìn)行多段拋磨，各段拋磨設(shè)置不同的工藝參數(shù)達(dá)到使銅箔3的毛面的粗糙度達(dá)到≤20μm。
銅箔3拋磨后經(jīng)導(dǎo)向輥8進(jìn)到清洗段11，通過安裝在過渡槽13上的上下噴水管7的噴水清洗將附在銅箔3表面的雜質(zhì)沖洗掉，然后經(jīng)導(dǎo)向輥8進(jìn)入防氧化處理段12，在含有1.5～3g/L的鉻溶液中進(jìn)行防氧化處理，然后再次經(jīng)導(dǎo)向輥8進(jìn)入清洗裝置11進(jìn)行清洗，完成之后經(jīng)烘干段9進(jìn)入收卷段10收卷制成原箔，再經(jīng)后處理制成210～400μm超厚電解銅箔。
見圖2與圖3，壓力輥4安裝在其兩側(cè)的軸承支板19上，軸承支板19、定位銷26、螺栓手柄27和彈簧20組成了壓力輥4兩側(cè)的下壓裝置，并安放在拋磨輥5軸承支撐座23上，通過調(diào)節(jié)壓力輥4兩側(cè)軸承支板19上的螺栓手柄27可以改變拋磨輥5對(duì)銅箔3的拋磨壓力，21為變速箱，22為變速箱電機(jī)，通過改變變速箱電機(jī)22的轉(zhuǎn)速，調(diào)節(jié)拋磨輥5的轉(zhuǎn)速，24為偏心搖擺機(jī)構(gòu)，25為偏心搖擺機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)電機(jī)，偏心搖擺機(jī)構(gòu)24與拋磨輥5相連接，通過改變驅(qū)動(dòng)電機(jī)25的轉(zhuǎn)速，調(diào)節(jié)拋磨輥5的搖擺頻率，通過改變偏心搖擺機(jī)構(gòu)24中偏心輪的偏心距離，改變拋磨輥5的擺動(dòng)幅度。拋磨輥5兩側(cè)軸承支撐座23固定在支撐框架15上。
實(shí)施案例1生產(chǎn)210μm超厚電解銅箔工藝參數(shù)為1)電流A為30KA；2)陰極輥轉(zhuǎn)動(dòng)線速度為0.17m/分；3)硫酸銅溶液流量為50m3/h；4)硫酸銅溶液溫度為55℃±2；5)采用傳統(tǒng)生產(chǎn)＜210μm電解銅箔添加工藝；6)拋磨輥轉(zhuǎn)速為350轉(zhuǎn)/分；7)拋磨輥的砂輪粒度為600#；8)拋磨輥搖擺頻率為200次/分；9)拋磨輥擺幅為1cm。
通過檢測(cè)銅箔毛面的粗糙度Ra為9.8μm。
實(shí)施案例2生產(chǎn)400μm超厚電解銅箔工藝參數(shù)為1)電流A為25KA；2)陰極輥轉(zhuǎn)動(dòng)線速度為0.09m/分；3)硫酸銅溶液流量為70m3/h；4)硫酸銅溶液溫度為55℃±2；5)采用傳統(tǒng)生產(chǎn)＜210μm電解銅箔添加工藝；6)拋磨輥轉(zhuǎn)速為600轉(zhuǎn)/分；7)拋磨輥的砂輪粒度為600#；8)拋磨輥搖擺頻率為200次/分；9)拋磨輥擺幅為1cm。
通過檢測(cè)銅箔毛面的粗糙度Ra為12.8μm。
權(quán)利要求
1.一種210～400μm超厚電解銅箔，其特征在于，該銅箔的毛面粗糙度Ra≤20μm。
2.一種生產(chǎn)210～400μm超厚電解銅箔的復(fù)合工藝設(shè)備，是由陰極輥(1)、陽(yáng)極板槽(18)、溢流槽(16)、剝離輥(2)、清洗段(11)、防氧化處理段(12)、烘干段(9)、收卷段(10)和支撐框架(15)組成，其特征在于，所述的剝離輥(2)與銅箔(3)接觸部分采用柔性材料，在所述的剝離輥(2)之后裝有在線拋磨裝置(6)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種生產(chǎn)210～400μm超厚電解銅箔的復(fù)合工藝設(shè)備，其特征在于，所述的柔性材料硬度≤85°。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種生產(chǎn)210～400μm超厚電解銅箔的復(fù)合工藝設(shè)備，其特征在于，所述的拋磨裝置(6)中裝有壓力輥(4)和拋磨輥(5)，在壓力輥(4)的兩側(cè)裝有下壓裝置，所述的拋磨輥(5)的砂輪粒度在50～1200#。
5.一種制造210～400μm超厚電解銅箔的復(fù)合工藝方法，包括在含銅量于50～110g/L，含酸量于60～100g/L，溫度于35-65℃流動(dòng)硫酸銅溶液中進(jìn)行電解，其特征在于，電解后的銅箔(3)從陰極輥(1)上剝離后經(jīng)剝離輥(2)到在線拋磨裝置(6)拋磨。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種制造210～400μm超厚電解銅箔的復(fù)合工藝方法，其特征在于，所述的拋磨裝置(6)中，拋磨輥(5)的砂輪粒度在50～1200#，拋磨輥(5)的轉(zhuǎn)速在50～3000轉(zhuǎn)/分，拋磨輥(5)的搖擺頻率控制在50～300次/分，搖擺幅度≤5cm。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種制造210～400μm超厚電解銅箔的復(fù)合工藝方法，其特征在于，所述的拋磨裝置(6)根據(jù)工藝要求可設(shè)置多段拋磨。
全文摘要
本發(fā)明屬于電解銅箔制造領(lǐng)域，特別涉及一種毛面粗糙度Ra≤20μm的210～400μm超厚電解銅箔及其復(fù)合工藝方法和設(shè)備。本發(fā)明的復(fù)合工藝設(shè)備是由陰極輥、陽(yáng)極板槽、溢流槽、剝離輥、清洗段、防氧化處理段、烘干段、收卷段和支撐框架組成，其特征在于，所述的剝離輥與銅箔接觸部分采用柔性材料，在剝離輥之后裝有在線拋磨裝置，拋磨裝置中裝有壓輥和拋磨輥。本發(fā)明的復(fù)合工藝方法是將電解后的銅箔從陰極輥上剝離后經(jīng)剝離輥到在線拋磨裝置拋磨，然后經(jīng)清洗、防氧化處理、烘干、收卷制成原箔，再經(jīng)后處理制成210～400μm超厚電解銅箔。
文檔編號(hào)C25D1/04GK1854348SQ20051006643
公開日2006年11月1日 申請(qǐng)日期2005年4月25日 優(yōu)先權(quán)日2005年4月25日
發(fā)明者楊初坤, 蔣衛(wèi)東, 劉有堅(jiān), 謝長(zhǎng)江, 周啟倫 申請(qǐng)人:聯(lián)合銅箔(惠州)有限公司