電解銅箔是覆銅板 (CCL) 及印制電路板 (PCB) 、鋰離子電池制造的重要的材料。在當(dāng)今電子信息產(chǎn)業(yè)高速發(fā)展中，電解銅箔被稱為電子產(chǎn)品信號(hào)與電力傳輸、溝通的 " 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò) " 。 2002 年起，我國印制電路板的生產(chǎn)值已經(jīng)越入世界第三位，作為 PCB 的基板材料 --- 覆銅板也成為世界上第三大生產(chǎn)國。由此也使我國的電解銅箔產(chǎn)業(yè)在近幾年有了突飛猛進(jìn)的發(fā)展。

發(fā)展現(xiàn)狀

  近年來，我國形成了以廣東東莞 ――― 深圳、江蘇昆山 ――― 蘇州地區(qū)為中心的兩大電子工業(yè)生產(chǎn)基地。電子產(chǎn)業(yè)帶動(dòng)印刷電路板 (PCB) 產(chǎn)業(yè)高速增長，促使銅箔消費(fèi)量猛增。據(jù)中國電子材料行業(yè)協(xié)會(huì)覆銅板分會(huì)統(tǒng)計(jì)， 2006 年，我國銅箔市場需求量約 14 萬噸左右，其中國內(nèi)生產(chǎn) 8 萬噸，出口 3.9 萬噸，進(jìn)口 10 萬噸，尤其是高檔電解銅箔幾乎全部依 賴進(jìn)口。

2011 年，隨著靈寶華鑫銅箔有限責(zé)任公司二期項(xiàng)目和安徽華納國際 ( 銅陵 ) 電子材料有限公司的順利投產(chǎn)， 8um~12um 各類高檔電解銅箔順利實(shí)現(xiàn)國產(chǎn)。

工藝流程

電解銅箔生產(chǎn)工序簡單，主要工序有三道 : 溶液生箔、表面處理和產(chǎn)品分切。其生產(chǎn)過程看 似簡單，卻是集電子、機(jī)械、電化學(xué)為一體，并 且是對(duì)生產(chǎn)環(huán)境要求特別嚴(yán)格的一個(gè)生產(chǎn)過程。所以，到現(xiàn)在為止電解銅箔行業(yè)并沒有一套標(biāo)準(zhǔn)通用的生產(chǎn)設(shè)備和技術(shù)，各生產(chǎn)商各顯神通，這也是影響目前國內(nèi)電解銅箔產(chǎn)能及品質(zhì)提升的一個(gè)重要瓶頸。

 

溶銅生箔

隨著市場進(jìn)一步的競爭，哪怕是高附價(jià)值的電解銅箔也不得不從生產(chǎn)成本著手進(jìn)行控制。由于生產(chǎn)電解銅箔對(duì)其電解溶液 ( 硫酸銅溶液 ) 的潔凈度要求非常嚴(yán)格，所以在以往的生產(chǎn)工藝中重復(fù)使用許多過濾系統(tǒng)和上液泵。在這里提供一套新的工藝流程見圖 2 ，可從根本上控制產(chǎn)品質(zhì)量 和減少生產(chǎn)成本。

 

工藝流程見圖 2 圖 2 的工藝流程特點(diǎn) :

( 1 ) 一臺(tái)上液泵，根據(jù)不同的位差進(jìn)行 自動(dòng)控制，即可溶銅又可生產(chǎn)毛箔， 生產(chǎn)成本可大大降低。

( 2 ) 涂覆過濾材料簡單，可操作性強(qiáng)。過濾精度可達(dá)到 0.2 微米。

( 3 ) 總的溶液體積減少， 容易控制生產(chǎn)工藝參數(shù)。 主鹽銅含量可控制在 ±lg/L ， 也可方便采用在線去除雜質(zhì)。

( 4 ) 可減少勞動(dòng)強(qiáng)度，自動(dòng)化程度高 , 溶銅能力可根據(jù)在線檢測(cè)自動(dòng)調(diào)節(jié)閥門 ( 溶液回流閥或風(fēng)量 ) 進(jìn)行控制。

添加劑

電解銅箔毛箔產(chǎn)品質(zhì)量的好壞及穩(wěn)定性，主要取決于添加劑的配方和添加方法。目前電解銅箔添加劑的配方很多，不同的配方可以調(diào)整出不同的產(chǎn)品晶粒結(jié)構(gòu)，主要有 ) 以日本三井公司為代表的一次性過濾材料的投加，以美國葉茨公司為代表的適量均勻投加。

以日本三井公司為代表的投加方法，吸附材料為一次性投加，在生產(chǎn)開始一段過程中需要較長時(shí)間穩(wěn)定期的尋找，并且其添加劑的添加量與吸附量也不是恒定的，比較難控制。而以美國葉茨公司為代表的添加方法比較穩(wěn)定， 在生產(chǎn)過程中采用連續(xù)滴加與勤加的方法同時(shí)投加添加劑和吸附材料，無論生產(chǎn)機(jī)組怎樣變化，都容易找到其添加量的比值。

其它

在溶銅生箔段，除了上述比較重要工藝控制外，要生產(chǎn)出高質(zhì)量的毛箔還與陰極輥表面材質(zhì)、電流密度、溶液中雜質(zhì)含量、添加劑成分以及溶 液中氯離子含量等有關(guān)，在此不作詳細(xì)介紹。

近年，國家政策和 RoHs 指令將一定程度上影響銅箔工藝。歐盟的 RoHS 指令的全稱是 " 電氣電子設(shè)備中限制使用某些有害物質(zhì)指令 " 。該指令要求 2006 年 7 月 1 日以后新投放歐盟市場的機(jī)電產(chǎn)品中， 6 種有害物質(zhì)即鉛、鎘、汞、六價(jià)鉻、多溴聯(lián)苯和多溴二苯醚的含量不能超過 RoHS 指令規(guī)定的最高限量 ( 鎘為 0.01% ，其余 5 種均為 0.1%) 。各個(gè)銅箔廠家必須按照 RoHs 指令適當(dāng)修改相應(yīng)工藝，否則難以出口和銷往臺(tái)資企業(yè)。

工藝規(guī)范

  目前電解銅箔表面處理以顏色簡單劃分有三種 : 鍍紫銅 ( 紅色 ) 、鍍鋅 ( 灰色 ) 、鍍黃銅 ( 黃色 ) ， 如表  通過表 1 可以看出， 表面處理的三種工藝， 由于氰化物具有劇毒，廢水處理比較困難，所以現(xiàn)在采用此工藝規(guī)?；a(chǎn)的工廠較少。鍍紫銅工 藝目前比較適合鋰離子電池市場，對(duì)銅箔的表面外觀和物理性能要求不高， 特別適合一些抗氧化性能處理和表面處理還不過關(guān)的工廠使用。

 

 

 

 

 

電解銅箔的抗剝離強(qiáng)度

( 1 ) 毛箔的晶?？刂茷殛P(guān)鍵， 一般每平方英尺面積上有 4 . 5×1 0 個(gè)，低輪廓銅箔 R Z≤3 . 5 微

米， 一般電解銅箔 R Z≤5 微米， 并且毛箔的抗剝力強(qiáng)度須大于 0 . 4 k R / c m 。

( 2 ) l# 鍍銅槽溫度 ≤3 5 ℃ 。

( 3 ) l # 、 3# 鍍銅槽需要添加適量添加劑， 以防止銅箔表面有銅粉脫落，降低抗剝離強(qiáng)度 .

鍍鋅面顏色不均勻

( 1 ) 1 # 鍍銅槽均鍍能力較差， 添加劑量不夠。

( 2 ) 4# 鍍鋅槽 P H 值偏酸性，鋅被溶解。

( 3 ) 4# 鍍鋅槽陽極板 DS A 涂層脫落， 更換陽極板。

( 4 ) 鍍鋅后水洗壓力過大，沖洗掉鍍鋅層 :

電解銅箔的抗氧化性能

( 1 ) 4# 鍍鋅槽、 5 # 鍍鉻槽工藝參數(shù)穩(wěn)定控制為關(guān)鍵。

( 2 ) 在 5# 鍍鉻槽添加少量 z n ， 使 C r " 部分還 原為 C d 。

( 3 ) 鍍鋅面首先必須鍍一層 c ，然后 C r ' 通過其他吸附或化學(xué)鍵的作用，進(jìn)行填充空隙，進(jìn) 一步加強(qiáng)表面鈍化作用，抑制鍍鋅層的腐蝕。

( 4 ) 電解銅箔表面的鍍層不是合金電鍍 ，而是混合物。

生產(chǎn)過程中產(chǎn)生腐蝕點(diǎn)

( 1 ) 紅點(diǎn) 為電解銅箔表面處理前產(chǎn)生， 被酸蝕刻的點(diǎn)。

( 2 ) 黑點(diǎn) 為電解銅箔表面處理后產(chǎn)生， 被酸蝕刻的點(diǎn)。需要經(jīng)過存放一段時(shí)間方可顯露出來。

( 3 ) 白 ( 亮點(diǎn) ) 由于生產(chǎn)空間濕度較大，酸霧點(diǎn)落在電解銅箔表面一段時(shí)間后引起。

( 4 ) 以上點(diǎn)處理措施 : 控制生產(chǎn)空間濕度，加強(qiáng)空氣對(duì)流。

其它

電解銅箔表面處理需要現(xiàn)場工作人員的經(jīng)驗(yàn)和動(dòng)手能力，一般有許多表面外觀缺陷是在現(xiàn)場可以及時(shí)處理掉的，還有些可以及時(shí)預(yù)防，所以一些國外銅箔廠都比較注重現(xiàn)場員工的技能培訓(xùn)和流動(dòng)性。另外還需要嚴(yán)格控制生產(chǎn)車間的環(huán)境衛(wèi)生以及溫濕度。

發(fā)展方向

電解銅箔發(fā)展至今，生產(chǎn)技術(shù)、設(shè)備制造以及生產(chǎn)產(chǎn)量等關(guān)鍵項(xiàng)均走在世界前列的要數(shù)美國和日本。國內(nèi)雖然在 2 0 世紀(jì) 9 0 年代末相繼起來了一批電解銅箔制造廠商，但與美、日 兩國比較還相差甚遠(yuǎn)，目前資料顯示國內(nèi)能夠批量生產(chǎn)高質(zhì)量 l 2 微米以下電解銅箔用于 P C B 行業(yè)的生產(chǎn)商有四家 -- 蘇州福田、安徽銅冠銅箔、靈寶華鑫、惠州聯(lián)合。其中靈寶華鑫和安徽銅冠銅箔在 2012 年左右先后調(diào)試出 8~12um 各類特殊要求銅箔，開始批量生產(chǎn)，暫時(shí)國內(nèi)領(lǐng)先。就國內(nèi)電解銅箔行業(yè)的今后發(fā)展目前還需國家的相關(guān)政策扶持以及走強(qiáng)強(qiáng)聯(lián)合 ( 技術(shù)、資金 ) 之路，國內(nèi)銅箔方可更上一層樓。

( 1 ) 高延展、低輪廓 ( L P 、 V L P ) 的電解銅箔 ;

( 2 ) 環(huán)保型涂樹脂銅箔 ( R c c ) ;

( 3 ) 超薄電解銅箔的制造技術(shù) ( 3 微米 9 微米 )

( 4 ) 高性能的表面處理技術(shù) ;

( 5 ) 陽極涂層 DS A 的使用與推廣。