一種用于壓延銅箔鍍銅工序的循環(huán)溶銅造液裝置及方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種用于壓延銅箔鍍銅工序的循環(huán)溶銅造液裝置及方法，裝置包括溶銅塔、溶銅循環(huán)槽、輸送泵、循環(huán)槽、循環(huán)泵和鍍銅槽，還包括：噴淋管、噴液泵、計量泵和第一管路，噴淋管設(shè)置在所述溶銅塔內(nèi)的上部，噴淋管上設(shè)有若干噴淋頭；噴液泵的一端通過管路深入到所述溶銅循環(huán)槽的內(nèi)部，另一端通過管路與所述噴淋管相連；計量泵與所述輸送泵并聯(lián)連接；第一管路連接所述鍍銅槽與循環(huán)槽，且在第一管路上設(shè)有第四閥門。本發(fā)明因具有簡單、新穎、節(jié)能、高效等諸多特點，因而具有良好的推廣應用價值。
【專利說明】-種用于壓延銅箔鍍銅工序的循環(huán)溶銅造液裝置及方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種用于壓延銅箔鍍銅工序的循環(huán)溶銅造液裝置及方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 壓延表面處理銅箔具有優(yōu)良的抗拉強度、良好的延伸率和表面低輪廓度，以及優(yōu) 異的金屬致密性和低電阻率等良好物理性能。這些獨特的優(yōu)勢，使得壓延表面處理銅箔大 大領(lǐng)先于通常在電子生產(chǎn)領(lǐng)域多年來廣泛使用的電解表面處理銅箔。可以看出，壓延表面 處理銅箔比電解表面處理銅箔具有更強大的質(zhì)量優(yōu)勢和更大的發(fā)展空間。壓延銅箔表面處 理技術(shù)理論研究和生產(chǎn)，是國內(nèi)近年興起的一項重要新興產(chǎn)業(yè)。這方面，我國在自行研制、 開發(fā)的基礎(chǔ)上，取得了不少成績。同時也引進了國外具有先進理念的一項新的科研生產(chǎn)技 術(shù)和相關(guān)設(shè)備。但是，從目前來看，國內(nèi)外壓延表面處理銅箔的生產(chǎn)技術(shù)和設(shè)備，也普遍具 有一些不足的共性，尤其是存在工藝復雜冗長，質(zhì)量忽高忽低和成本、能耗居高不下、工藝 設(shè)備需要改進等等問題。目前，這些問題還未有好的解決方案。
[0003] 傳統(tǒng)的壓延銅箔鍍銅工序的循環(huán)溶銅造液方式主要是采用大循環(huán)造液工藝模式 (見附圖1)。大循環(huán)溶銅造液工藝模式，是溶銅體系的循環(huán)造液是與整個溶液循環(huán)系統(tǒng)是 串聯(lián)循環(huán)的。是一種邊循環(huán)邊溶銅造液的"直通"循環(huán)造液工藝模式。這種工藝模式的優(yōu)點 是工藝設(shè)備簡單，溶銅快，操作方便。缺點是在循環(huán)造液（即溶銅過程）時，其循環(huán)溶銅的 過程必定是連續(xù)的，就是說，只要溶銅過程在大循環(huán)中進行，溶銅的過程就會同時進行。這 就會導致生產(chǎn)中，整個鍍銅溶液不需要增加含銅量時，循環(huán)溶銅過程仍在進行。這對這種現(xiàn) 象對生產(chǎn)和工藝的控制，是極為不利的。所以說，這種循環(huán)造液的工藝模式的溶銅速度控制 難度很高。特別是對于表面處理中的某些低銅溶液，這種循環(huán)造液工藝，很容易使溶液的含 銅量在不間斷的大循環(huán)溶銅過程中，超出工藝參數(shù)的上限，使工藝條件的可控性降低。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的技術(shù)任務是針對上述現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種用于壓延銅箔鍍銅工 序的循環(huán)溶銅造液裝置及方法，其具有獨到、新穎、實用和高效的壓延銅箔表面后處理循環(huán) 溶銅技術(shù)的特點。
[0005] 為了實現(xiàn)上述目的，根據(jù)本發(fā)明提出的技術(shù)方案如下：
[0006] -種用于壓延銅箔鍍銅工序的循環(huán)溶銅造液裝置，包括依次相連的溶銅塔、溶銅 循環(huán)槽、輸送泵、循環(huán)槽、循環(huán)泵和鍍銅槽，所述溶銅塔上端具有進氣口和進液口，下端具有 出液口，所述進液口進通過第一閥門連通所述鍍銅槽，所述出液口連通所述溶銅循環(huán)槽，還 包括：噴淋管，所述噴淋管設(shè)置在所述溶銅塔內(nèi)的上部，所述噴淋管上設(shè)有若干噴淋頭；噴 液泵，所述噴液泵的一端通過管路深入到所述溶銅循環(huán)槽的內(nèi)部，另一端通過管路與所述 噴淋管相連；計量泵，所述計量泵與所述輸送泵并聯(lián)連接，所述輸送泵前后兩側(cè)均設(shè)有第二 閥門，所述計量泵的前后兩側(cè)均設(shè)有第三閥門；第一管路，所述第一管路連接所述鍍銅槽與 循環(huán)槽，且在第一管路上設(shè)有第四閥門。
[0007] 優(yōu)選的，所述溶銅塔的下端呈漏斗形。
[0008] 優(yōu)選的，所述溶銅塔的上端還設(shè)有進銅口。
[0009] 優(yōu)選的，所述循環(huán)槽上設(shè)有硫酸進口和純水進口。
[0010] 優(yōu)選的，所述噴液泵與溶銅塔之間的管路連接有第二管路，所述第二管路與所述 溶銅循環(huán)槽相連通，所述第二管路上設(shè)有第五閥門。
[0011] 優(yōu)選的，所述輸送泵與循環(huán)槽之間的管路連接有第三管路，所述第三客路與所述 溶銅循環(huán)槽相連通，所述第三管路上設(shè)有第六閥門。
[0012] 優(yōu)選的，還包括送液泵，所述送輸泵的進口連接所述循環(huán)槽，出口連接所述溶銅循 環(huán)槽。
[0013] 本發(fā)明還提供一種用于壓延銅箔鍍銅工序的循環(huán)溶銅造液方法，步驟為：
[0014] (1)當初次生產(chǎn)造液時，輸送泵以及前后的第二閥門開啟，將與其并聯(lián)的計量泵 以及前后的第三閥門關(guān)閉；同時，將第一閥門開啟，第二閥門關(guān)閉；這樣，使循環(huán)造液的溶 銅溶液與整個溶液循環(huán)系統(tǒng)形成大的串聯(lián)循環(huán)，在加上溶銅塔和溶銅循環(huán)槽的自身循環(huán)溶 銅，能大大加快循環(huán)溶銅速度，發(fā)揮了上述工藝設(shè)備簡單，溶銅快，耗能少的優(yōu)勢。
[0015] ⑵當正常生產(chǎn)時，輸送泵以及前后的第二閥門關(guān)閉，與其并聯(lián)的計量泵以及前后 的第三閥門開啟；同時，將第一閥門關(guān)閉，第二閥門開啟；根據(jù)循環(huán)槽中的銅的濃度通過計 量泵向循環(huán)槽中補充銅離子。這樣，使溶銅循環(huán)造液溶液與整個溶液循環(huán)系統(tǒng)串聯(lián)循環(huán)切 斷，形成閉路循環(huán)造液小循環(huán)，然后通過計量泵以逐步向整個循環(huán)系統(tǒng)加入、補充銅離子的 形式，向整個溶液體系補充銅離子，使其工藝控制穩(wěn)定的目的。
[0016] 以上溶銅模式，可以在不同的控制要求下任意選擇交替使用。同時，也可在在線濃 度計的配合下，實行自動轉(zhuǎn)換和溶液濃度自動控制。因濃度自動控制部分不屬本專利討論 范圍，本文不再贅述。所述在線濃度計可以設(shè)置在循環(huán)槽中。
[0017] 本發(fā)明的這種管道的改造連接和循環(huán)造液工藝，據(jù)目前資料，是一項國內(nèi)外電解 和表面處理生產(chǎn)的溶銅循環(huán)工藝尚未使用的，是具有特色的新穎循環(huán)造液工藝模式。它的 有益效果是：
[0018] (1)在鍍銅溶液系統(tǒng)需要增加銅離子濃度時（如初次開槽和急需補充銅離子時）， 能快速進行循環(huán)溶銅，使體系銅含量得到迅速補充；
[0019] (2)在鍍銅過程正常進行時，可以以平穩(wěn)的方式循環(huán)溶銅，即小循環(huán)造液溶銅套大 循環(huán)補充銅離子的溶液循環(huán)方式，來保證工藝參數(shù)穩(wěn)定；
[0020] (3)可以靈活采用以上兩種循環(huán)溶銅模式交替使用的方式，以適應和滿足生產(chǎn)中 的即時需要。
[0021] 進而，有針對性用于壓延銅箔鍍銅工序中，在壓延銅箔和電解銅箔表面處理的生 產(chǎn)過程中，具備了極大的可操作性：當開車或需要快速補充銅離子時，采用前者循環(huán)溶銅造 液模式，使溶液含銅及時達到工藝指標。正常生產(chǎn)時，可采用后者單循環(huán)溶銅造液模式，以 穩(wěn)定的補充銅離子的方式來平衡工藝技術(shù)參數(shù)。這樣，可以在溶銅速度和穩(wěn)定性方面進行 合適的選擇。同時，由于可以合理地采用間歇式溶銅，使溶液體系的含銅量更加穩(wěn)定，同時 也可取得控制、節(jié)約能耗的效果。
[0022] 采用以上的操作步驟，就能對生產(chǎn)中在溶銅速度和穩(wěn)定性方面，進行合適的選擇， 發(fā)揮兩種溶銅方式的優(yōu)勢，取得高速、高效的良好溶銅造液效果。
[0023] 本發(fā)明的附加方面和優(yōu)點將在下面的描述中部分給出，部分將從下面的描述中變 得明顯，或通過本發(fā)明的實踐了解到。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0024] 圖1是現(xiàn)有技術(shù)中用于壓延銅箔鍍銅工序的循環(huán)溶銅造液裝置；
[0025] 圖2是本發(fā)明中用于壓延銅箔鍍銅工序的循環(huán)溶銅造液裝置。
[0026] 其中，溶銅塔1 ;溶銅循環(huán)槽2 ;噴液泵3 ;輸送泵4 ;計量泵5 ;循環(huán)槽6 ;循環(huán)泵7 ; 鍍銅槽8 ;送液泵9 ;第一管路10 ;第二管路11 ;第三管路12 ;第一閥門13 ;第二閥門14 ;第 三閥門15 ;第四閥門16 ;第五閥門17 ;第六閥門18。

【具體實施方式】
[0027] 下面通過參考【具體實施方式】描述的本發(fā)明的實施例，實施例僅用于解釋本發(fā)明， 而不能理解為對本發(fā)明的限制。
[0028] 為適應壓延銅箔表面處理的鍍銅工藝需要，對于現(xiàn)有傳統(tǒng)的溶銅模式的一種改 進，如圖2所示，一種用于壓延銅箔鍍銅工序的循環(huán)溶銅造液裝置，包括溶銅塔1、溶銅循環(huán) 槽2、噴液泵3、輸送泵4、計量泵5、循環(huán)槽6、循環(huán)泵7、鍍銅槽8和送液泵9。
[0029] 所述溶銅塔1的上端具有進氣口和進液口，下端具有出液口。溶銅塔1內(nèi)的上部 設(shè)有噴淋管，噴淋管上設(shè)有若干噴淋頭。溶銅塔1的上端還設(shè)有進銅口。溶銅塔1的下端 出液口呈漏斗形，溶銅塔1內(nèi)出液口的上端設(shè)有篩板，篩板的中部設(shè)有若干網(wǎng)狀孔，且中部 位于漏斗形出液口的出口的正上方，中部直徑與漏斗口大小相至一致，篩板的外部為平板， 銅液不能流下。這樣，當銅液經(jīng)漏斗口快速流下時，在篩板與出口之間形成負壓，帶動篩板 上方的空氣向下流出，從而可以空氣更充分地參與到溶銅反應中來。
[0030] 所述噴液泵3的進口與深入到溶銅循環(huán)槽2內(nèi)部液面以下的管路連接，出口通過 管路連接噴淋管。該管路還連接第二管路11的一端，第二管路11的另一端與溶銅循環(huán)槽 2相連通，第二管路11上設(shè)有第五閥門17。
[0031] 所述輸送泵4的前后兩端均設(shè)有第二閥門14,輸送泵4的進口另一深入到溶銅循 環(huán)槽2內(nèi)部液面以下的管路連接，出口通過管路連接循環(huán)槽6。出口與循環(huán)槽6之間的管路 還與第三管路12的一端相連，第三管路12的另一端連接溶銅循環(huán)槽2,第三管路12上設(shè)有 第六閥門18。
[0032] 所述計量泵5與輸送泵4以及第二閥門14并聯(lián)連接，輸送泵4的前后兩側(cè)均設(shè)有 第三閥門15。計量泵5的規(guī)格可以為：輸出流量：0?1000L/Hr，揚程：20m。
[0033] 所述循環(huán)槽6上設(shè)有硫酸進口和純水進口，循環(huán)槽6內(nèi)部設(shè)有濃度計，可以實時檢 測循環(huán)槽6內(nèi)銅液中銅的濃度。
[0034] 所述循環(huán)泵7的進口通過管路連接到循環(huán)槽6內(nèi)液面以下，出口通過管路連接所 述鍍銅槽8。
[0035] 所述鍍銅槽8由機列電鍍槽溢流方式通過管路連通溶銅塔1的進液口，鍍銅槽8 與進液口之間的管路上設(shè)有第一閥門13,該管路還連接第一管路10的一端，第一管路10的 另一端連接循環(huán)槽6。第一管路10上設(shè)有第四閥門16。
[0036] 所述送液泵9的進口通過管路連接循環(huán)槽6,出口通過管路連接溶銅循環(huán)槽2。
[0037] 本發(fā)明實施例還提供一種用于壓延銅箔鍍銅工序的循環(huán)溶銅造液方法，步驟為：
[0038] (1)當初次生產(chǎn)造液時，輸送泵4以及前后的第二閥門14開啟，將與其并聯(lián)的計量 泵5以及前后的第三閥門15關(guān)閉；同時，將第一閥門13開啟，第二閥門14關(guān)閉；這樣，使循 環(huán)造液的溶銅溶液與整個溶液循環(huán)系統(tǒng)形成大的串聯(lián)循環(huán)，在加上溶銅塔1和溶銅循環(huán)槽 2的自身循環(huán)溶銅，能大大加快循環(huán)溶銅速度，發(fā)揮了上述工藝設(shè)備簡單，溶銅快，耗能少的 優(yōu)勢。
[0039] (2)當正常生產(chǎn)時，輸送泵4以及前后的第二閥門14關(guān)閉，與其并聯(lián)的計量泵5以 及前后的第三閥門15開啟；同時，將第一閥門13關(guān)閉，第二閥門14開啟；根據(jù)循環(huán)槽6中 的銅的濃度通過計量泵5向循環(huán)槽6中補充銅離子。這樣，使溶銅循環(huán)造液溶液與整個溶 液循環(huán)系統(tǒng)串聯(lián)循環(huán)切斷，形成閉路循環(huán)造液小循環(huán)，然后通過計量泵5以逐步向整個循 環(huán)系統(tǒng)加入、補充銅離子的形式，向整個溶液體系補充銅離子，使其工藝控制穩(wěn)定的目的。
[0040] 鍍銅溶液參考工藝標準如下：
[0041] (1)固化鍍銅
[0042] 鍍銅：Cu :3〇 ?8〇g/L ;H2S04 :6〇 ?l6〇g/L ;
[0043] 溶銅：Cu :50 ?150g/L ;H2S04 :60 ?160g/L ;
[0044] (2)粗化鍍銅
[0045] 鍍銅：Cu :10 ?30g/L ;H2S04 :50 ?150g/L ;
[0046] 溶銅：Cu :30 ?120g/L ;H2S04 :50 ?150g/L ;
[0047] ⑶黑化鍍銅
[0048] 黑化鍍銅：Cu :2· 0 ?20g/L ;H2S04 :20 ?80g/L ;
[0049] 黑化溶銅：Cu :10 ?40g/L ;H2S04 :20 ?80g/L。
[0050] 本發(fā)明的工藝過程中，當壓延銅箔表面處理機列剛開機或急需補充銅離子的情況 下，采用溶銅塔大循環(huán)溶銅模式，使溶液含銅量迅速達到工藝目標值。進入正常生產(chǎn)后，采 用溶銅塔小循環(huán)溶銅模式，采用大循環(huán)套小循環(huán)的方式，使鍍銅溶液體系維持正常的補充 銅離子的需要。這樣的新穎、靈活銅模式，所需增加的投入很小。
[0051] 可以看出，采用新穎、靈活的循環(huán)溶銅模式，能兼顧不同溶銅循環(huán)模式的優(yōu)點，當 開車或需要快速補充銅離子時，溶銅塔的進液由機列電鍍槽溢流進入，此時為采用大循環(huán) 溶銅造液模式，再加上溶銅塔和溶銅循環(huán)槽配合的自身溶銅，使得整個溶液體系含銅及時、 迅速達到工藝指標。正常生產(chǎn)時，可采用大循環(huán)套小循環(huán)溶銅造液模式，此時，溶銅塔的進 液為自身溶銅循環(huán)的間隙式溶銅造液。因此，交替采用兩種靈活的溶銅模式，可以在溶銅速 度和穩(wěn)定性方面進行合適的選擇。同時，由于平時生產(chǎn)中可以合理地采用間歇式溶銅，不但 使溶液體系的含銅量更加穩(wěn)定，同時也可取得控制、節(jié)約能耗的效果。
[0052] 本發(fā)明專利的工藝和設(shè)備特點同現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下突出的有益效果：
[0053] 1)由于采用了新穎循環(huán)溶銅造液模式，可采用大循環(huán)大流量循環(huán)銅銅造液方式， 在（開槽）開機或需要急速補充溶液銅含量時，節(jié)約了開槽（開機）的準備時間和調(diào)整工 藝條件的時間。如：初次開機的循環(huán)造液溶銅，以典型的固化溶銅舉例，采用大循環(huán)大流量 循環(huán)銅銅造液方式，溶銅速度可達15kg/Hr，而表面處理銅箔正常生產(chǎn)的每小時耗銅為 ：
[0054] 1. 186g/A/Hr (電化當量）X4500A(最大值）X1小時（時間）X95% (電流效率） =5230. 26g = 5. 23kg即：正常生產(chǎn)耗銅速度為：5. 23kg/Hr。
[0055] 由此可見，采用大循環(huán)大流量循環(huán)銅銅造液方式，每小時能溶銅15kg，大大高于生 產(chǎn)的耗銅速度，其溶銅能力具有很大的余量。這種大循環(huán)大流量的循環(huán)溶銅方式，對于初次 開槽溶銅和快速補充銅離子，是非常實用的。
[0056] 2)在正常生產(chǎn)時，通過轉(zhuǎn)換閥門和相關(guān)電器切換，采用間隙式小循環(huán)溶銅模式，較 連續(xù)的大循環(huán)溶銅造液模式大量地減少了能源消耗。而其主要的優(yōu)點是，此模式補充的銅 離子不是直接的，而是間接的往補充銅離子的模式，減少了銅離子濃度因迅速增高的超標 之虞。
[0057] 3)采用以上新穎、靈活的循環(huán)溶銅造液模式：
[0058] (1)能節(jié)約初次開槽準備時間
[0059] (2)正常生產(chǎn)時，能利用間隙式使用計量泵及小流量的循環(huán)泵，取代大流量的循環(huán) 泵，在一定程度上節(jié)省了能源消耗。
[0060] (3)由于采用了上述循環(huán)造液模式，間接地約提高了生產(chǎn)效率3%，經(jīng)濟效益明 顯。
[0061] 綜上所述，本發(fā)明專利因具有簡單、新穎、節(jié)能、高效等諸多特點，因而具有良好的 推廣應用價值。
[0062] 盡管已經(jīng)示出和描述了本發(fā)明的實施例，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員可以理解：在不 脫離本發(fā)明的原理和宗旨的情況下可以對這些實施例進行多種變化、修改、替換和變型，本 發(fā)明的范圍由權(quán)利要求及其等同物限定。
【權(quán)利要求】
1. 一種用于壓延銅箔鍍銅工序的循環(huán)溶銅造液裝置，包括依次相連的溶銅塔、溶銅循 環(huán)槽、輸送泵、循環(huán)槽、循環(huán)泵和鍍銅槽，所述溶銅塔上端具有進氣口和進液口，下端具有出 液口，所述進液口進通過第一閥門連通所述鍍銅槽，所述出液口連通所述溶銅循環(huán)槽，其特 征在于，還包括： 噴淋管，所述噴淋管設(shè)置在所述溶銅塔內(nèi)的上部，所述噴淋管上設(shè)有若干噴淋頭； 噴液泵，所述噴液泵的一端通過管路深入到所述溶銅循環(huán)槽的內(nèi)部，另一端通過管路 與所述噴淋管相連； 計量泵，所述計量泵與所述輸送泵并聯(lián)連接，所述輸送泵前后兩側(cè)均設(shè)有第二閥門，所 述計量泵的前后兩側(cè)均設(shè)有第三閥門； 第一管路，所述第一管路連接所述鍍銅槽與循環(huán)槽，且在第一管路上設(shè)有第四閥門。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于壓延銅箔鍍銅工序的循環(huán)溶銅造液裝置，其特征在于， 所述溶銅塔的下端呈漏斗形。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于壓延銅箔鍍銅工序的循環(huán)溶銅造液裝置，其特征在于， 所述溶銅塔的上端還設(shè)有進銅口。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于壓延銅箔鍍銅工序的循環(huán)溶銅造液裝置，其特征在于， 所述循環(huán)槽上設(shè)有硫酸進口和純水進口。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于壓延銅箔鍍銅工序的循環(huán)溶銅造液裝置，其特征在于， 所述噴液泵與溶銅塔之間的管路連接有第二管路，所述第二管路與所述溶銅循環(huán)槽相連 通，所述第二管路上設(shè)有第五閥門。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于壓延銅箔鍍銅工序的循環(huán)溶銅造液裝置，其特征在于， 所述輸送泵與循環(huán)槽之間的管路連接有第三管路，所述第三客路與所述溶銅循環(huán)槽相連 通，所述第三管路上設(shè)有第六閥門。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于壓延銅箔鍍銅工序的循環(huán)溶銅造液裝置，其特征在于， 還包括送液泵，所述送輸泵的進口連接所述循環(huán)槽，出口連接所述溶銅循環(huán)槽。
8. -種用于壓延銅箔鍍銅工序的循環(huán)溶銅造液方法，其特征在于，步驟為： (1) 當初次生產(chǎn)造液時，輸送泵以及前后的第二閥門開啟，將與其并聯(lián)的計量泵以及前 后的第三閥門關(guān)閉；同時，將第一閥門開啟，第二閥門關(guān)閉； (2) 當正常生產(chǎn)時，輸送泵以及前后的第二閥門關(guān)閉，與其并聯(lián)的計量泵以及前后的第 三閥門開啟；同時，將第一閥門關(guān)閉，第二閥門開啟；根據(jù)循環(huán)槽中的銅的濃度通過計量泵 向循環(huán)槽中補充銅離子。
【文檔編號】C25D7/06GK104047045SQ201410300112
【公開日】2014年9月17日 申請日期:2014年6月30日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月30日
【發(fā)明者】王士杰, 張偉, 馮連朋, 張玉翠, 王亞超, 張禹, 朱清濤 申請人:中色奧博特銅鋁業(yè)有限公司