銅箔制造工藝培訓(xùn)

1、景旺電子科技（龍川）有限公司景旺電子科技（龍川）有限公司銅箔制造工藝培訓(xùn)一一. .電解銅箔介紹電解銅箔介紹光面毛面電解銅箔產(chǎn)品(以江銅為例)標(biāo)準(zhǔn)電解銅箔 STD-1高延伸性電解銅箔 HD-1高溫延伸性電解銅箔 THE-1低輪廓電解銅箔 LP-1極低輪廓電解銅箔 VLP-1按厚度分: 12um 18um 35um 70um景旺電子科技（龍川）有限公司景旺電子科技（龍川）有限公司銅箔制造工藝培訓(xùn)景旺電子科技（龍川）有限公司景旺電子科技（龍川）有限公司銅箔制造工藝培訓(xùn)二二. .電解銅箔制造工藝流程電解銅箔制造工藝流程1.生產(chǎn)流程景旺電子科技（龍川）有限公司景旺電子科技（龍川）有限公司銅箔制造工藝培訓(xùn)

2、2.電解液制備 電解液制備是指凈原料銅經(jīng)預(yù)干處理清洗干凈后投入流銅罐中，使其與氧大面積接觸生成氧化銅，再與硫酸反應(yīng)迅速生成硫酸銅溶液，再經(jīng)過濾，熱交換制面潔凈的硫酸銅電解液以供生產(chǎn)之用。3.生箔制造 達(dá)到一定要求的硫酸銅電解液，再加入一定量的特殊的添加劑并充分混合均勻，經(jīng)管道輸送到一專用的電解設(shè)備（生箔機），在直流電的作用下，陰極發(fā)生還原反應(yīng)使銅離子沉積在陰極加強上，經(jīng)剝離收入卷而成生箔，又叫原箔或毛箔，這一過程稱為生箔制造。 景旺電子科技（龍川）有限公司景旺電子科技（龍川）有限公司銅箔制造工藝培訓(xùn)4.表面處理 生箔經(jīng)一系列電解槽（每個電解槽都有不同的電解質(zhì)溶液和獨立的直流電源）處理后，獲得符

3、合一定要求的特殊性能（如抗剝離強度、耐高溫性、防氧化性能等）的電解銅箔，這一過程稱為表面處理。表面處理操作是在表面處理機上進(jìn)行的，銅箔放卷后進(jìn)入處理機，不停地開卷并由驅(qū)動輥送入處理機，通過帶電輥在陽極前方發(fā)生電解反應(yīng)，并以蛇形方式通過一系列電解槽。 5.分切包裝 表面處理后的電解銅箔經(jīng)分切機剪切出不同尺寸規(guī)格的銅箔，并經(jīng)質(zhì)量檢驗后，合格銅箔按要求進(jìn)行包裝，并同時發(fā)放檢測報告，辦理成品入庫。 景旺電子科技（龍川）有限公司景旺電子科技（龍川）有限公司銅箔制造工藝培訓(xùn)三三. .生箔制造原理生箔制造原理生箔制造采用硫酸銅水溶液作為電解液，其主要成分有Cu2+、H+及少量的其它金屬陽離子和OH-、SO4

4、2-等陰離子。在直流電的作用下，陽離子移向陰極、陰離子移向陽極。由于各種離子析出的電位不同，其成份含量差別較大。在陰極上，Cu2+得到2個電子還原成Cu，在陰極輥表面上電位結(jié)晶 。1.工作原理Cu2+2e=Cu在陰極上OH-放電后生成氧氣和H+，即：2 OH-2e=2H+O2所以整個過程是一個造酸過程，因為氧氣跑掉，H+、SO42-結(jié)合成硫酸。即：2H+SO42-=H2SO4總的反應(yīng)為：CuSO4+H2O = Cu +H2SO4+1/2O2 景旺電子科技（龍川）有限公司景旺電子科技（龍川）有限公司銅箔制造工藝培訓(xùn)這樣電解液頃過該電解過程后，其Cu2+含量不斷降低，H2SO4含量不斷升高，正好與

5、溶銅相反，溶銅過程是Cu2+含量不斷升高，H2SO4含量不斷降低，因此，電解液的循環(huán)經(jīng)過溶銅、電解兩個過程不斷維持其中Cu2+和H2SO4含量的平衡。在電解過程中，Cu2+不斷得到電子在陰極輥面上電化結(jié)晶，結(jié)晶的數(shù)量遵循法拉第（M.Farasay）定律，即：對各種不同電解質(zhì)溶液，通過96483.309庫侖的電量，在任一電極上發(fā)生得失1mol電子的電極反應(yīng)，同時與得失1mol電子相對應(yīng)的任一電極反應(yīng)的物質(zhì)的量亦為1mol。由此可知，銅的電化當(dāng)量為1.186，那么每小時生箔機的產(chǎn)量為1.186 I（g），（I為安培，為電流效率一般9596%）。2.反應(yīng)原理景旺電子科技（龍川）有限公司景旺電子科技（

6、龍川）有限公司銅箔制造工藝培訓(xùn)作為生箔制造，除了電解液制備及供給外，還需具備直流供電，陰極輥研磨及電解槽引風(fēng)，添加劑加入等條件。.直流供電 目前生箔制造所用直流電屬于大電流低電壓的直流電，本項目生箔機電源最大額定電流為5000A。它由一套變壓整流設(shè)備提供，主要包括整流器、冷卻裝置、熔絲斷路器和真空斷路器、現(xiàn)場操作盤和遙控操作盤等。 生箔機主整流器是用來將輸入的AC電流轉(zhuǎn)換成生箔機所需的一定量的直流電，以確保生箔機中銅箔厚度均勻。對生箔機供電方式本項目采用多機串聯(lián)供電（每組6臺，共4組）。3.相關(guān)條件景旺電子科技（龍川）有限公司景旺電子科技（龍川）有限公司銅箔制造工藝培訓(xùn).添加劑的加入 電解銅箔

7、的一些特性，如抗拉強度、延伸率、毛面粗糙度、質(zhì)量電阻率等指標(biāo)在很大程度上取決于生箔的質(zhì)量，而要使上述性能達(dá)到優(yōu)良，除了必須供給高純度的電解液外，還必須向電解液中加入必要的添加劑（如明膠、CL和金屬鹽類等），一般只加入其中的一種或二種。添加劑的加入方式有兩種：一種是直接加入到電解液循環(huán)的整體系統(tǒng)中，稱為系統(tǒng)加入法；另一種是在電解液進(jìn)入生箔機前的管道中加入，稱為單機加入法。景旺電子科技（龍川）有限公司景旺電子科技（龍川）有限公司銅箔制造工藝培訓(xùn).電解槽引風(fēng) 電解銅箔的生產(chǎn)，對環(huán)境的要求是非常嚴(yán)格的，除了對生產(chǎn)空間進(jìn)行空氣凈化，調(diào)節(jié)溫度濕度外，還必須對箔機電解槽進(jìn)行良好的引風(fēng)，以便使制箔機在生產(chǎn)過程

8、中揮發(fā)的含有酸霧的氣體不排入生產(chǎn)環(huán)境空間內(nèi)，而直接被抽走。被抽走的含酸氣體，要經(jīng)過酸霧凈化塔分離出硫酸進(jìn)行中各，使氣體凈化后排入大氣。 景旺電子科技（龍川）有限公司景旺電子科技（龍川）有限公司銅箔制造工藝培訓(xùn).陰極輥研磨 陰極輥的表面質(zhì)量直接影響電解銅箔光面質(zhì)量及視覺效果，其研磨技術(shù)已成為電解銅箔生產(chǎn)的關(guān)鍵技術(shù)之一。在陰極輥研磨問題上，各生產(chǎn)廠家所采用的工藝方法很多，區(qū)別也很大，但總的來說，所使用的研磨材料有：各種規(guī)格砂紙（布）、尼龍輪、尼龍刷輪、PVA輪、研磨絨片、研磨絨盤、絨紗輪、絨片刷等。每個廠家都根據(jù)研磨工藝選用不同的研磨材料。陰極輥研磨可分為下線研磨拋光，所謂下線研磨拋光就是針對新輥

9、外表有劃傷等缺隙的輥子及在線生產(chǎn)使用時間較長表面發(fā)生變化較大的情況，在專用設(shè)備上，對陰極輥進(jìn)行一系列研磨及拋光的過程，在線拋光就是將拋光裝置安裝在生箔機上，陰極輥每生產(chǎn)使用一段時間就對陰極輥輥面進(jìn)行拋光，這樣有利于減少陰極輥裝卸次數(shù)，提高生產(chǎn)效率。 景旺電子科技（龍川）有限公司景旺電子科技（龍川）有限公司銅箔制造工藝培訓(xùn)在生箔制造過程中，各生產(chǎn)廠家采用的設(shè)備特別是陰極輥區(qū)別較大，工藝條件也有很大區(qū)別，因此，作為生箔制造的主要工藝參數(shù)也就有很大區(qū)別。必須指出的是這些參數(shù)并不是單一的獨立的，是相互影響的，必須匹配相應(yīng)的技術(shù)指標(biāo) 參數(shù)企業(yè)A企業(yè)B企業(yè)C企業(yè)DCu2+(g/l)907095100H2S

10、O4(g/l)95105120120電解液溫度（）58425248總電流（A）15000250003000040000電流密度（A/）6500700052008500極距（mm）13151512電解液循環(huán)量h、臺）203040100槽電壓（V）54.255.2洗箔水量(天、臺)84312烘干溫度()76070854.工藝參數(shù)景旺電子科技（龍川）有限公司景旺電子科技（龍川）有限公司銅箔制造工藝培訓(xùn)四四. .表面處理表面處理 表面處理是銅箔生產(chǎn)的一個重要環(huán)節(jié)，它包括對銅箔進(jìn)行粗化層處理，耐熱層處理及防氧化層處理等。其中前兩者是在生箔毛面上進(jìn)行的，而防氧化層處理則是在生箔毛面和光面兩表面上進(jìn)行的，三

11、個方面的表面處理都是在同一臺表面處理機上分步驟連續(xù)完成的。景旺電子科技（龍川）有限公司景旺電子科技（龍川）有限公司銅箔制造工藝培訓(xùn)目前，國內(nèi)外各銅箔生產(chǎn)企業(yè)所采用的銅箔表面處理工藝區(qū)別相當(dāng)大，工藝流程不同，工藝參數(shù)也不同，但是應(yīng)該說都包含粗化、耐熱、防氧化三種處理。1.1.表面處理工藝流程表面處理工藝流程 放 卷清 洗鍍銅 鍍銅鍍銅 鍍銅鍍銅鍍鋅防氧化處理硅烷化烘干收卷 其中鍍銅、鍍銅、鍍銅為粗化，鍍銅、鍍銅為固化，粗化加固化統(tǒng)稱為粗化層處理以穩(wěn)定粗化層，鍍鋅是耐熱層處理的一種方法（灰化），硅烷化就是在銅箔毛面涂覆有機硅烷以增加抗剝離強度 景旺電子科技（龍川）有限公司景旺電子科技（龍川）有限公

12、司銅箔制造工藝培訓(xùn)表面處理基本原理是采用化學(xué)或電化學(xué)方式對銅箔表面進(jìn)行處理，改善銅箔單面或雙面特性，以適應(yīng)層壓板或印制電路板的要求，如銅箔的抗剝性能，耐高溫性能和防氧化性能都是經(jīng)過表面處理后才獲得的。 2.2.表面處理基本原理表面處理基本原理 .預(yù)處理 預(yù)處理是指對生箔表面進(jìn)行的清洗，去除氧化及對表面進(jìn)行浸蝕的過程，原箔在生箔機生產(chǎn)后有較短的存放過程，表面很容易產(chǎn)生氧化層，這是在粗化處理前必須去除的。另外某些處理（如對生箔光面進(jìn)行粗化處理）前，須對其表面進(jìn)行必要的浸蝕處理，這些都需要對生箔進(jìn)行預(yù)處理，預(yù)處理一般采用硫酸、雙氧水等水溶液或其混合水溶液景旺電子科技（龍川）有限公司景旺電子科技（龍川

13、）有限公司銅箔制造工藝培訓(xùn)為使銅箔與基材之間具有更強的結(jié)合力，需要對生箔的毛面進(jìn)行粗化層處理，它包括粗化和固化兩個過程。在粗化層處理過程中，需要使電解液控制較低的含銅量及較高的含酸量，通過電解作用，在銅箔毛面（銅箔用為陰極）發(fā)生銅沉積，在表面形成粗大的粒狀和樹枝狀結(jié)晶，并且具有較高展開度的粗糙面，達(dá)到高比表面積，這就加強了樹脂（基材上的樹脂或銅箔粘合劑樹脂）滲入的附著嵌合力，帶可增加銅箔與樹脂的化學(xué)親合力。 .粗化層處理 景旺電子科技（龍川）有限公司景旺電子科技（龍川）有限公司銅箔制造工藝培訓(xùn)一般的粗化處理都采用酸性電解工藝方式，即生箔為陰極，在硫酸銅的電解液中進(jìn)行幾次電沉積，通過控制不同的工

14、藝條件（電解液濃度、電流密度、溫度等）來對銅箔表面進(jìn)行粗化及固化處理，使銅箔表面形成松散的瘤體，但這層粗化層與銅箔連接并不牢固，為此在粗化之后的表面再加上一層銅，使粗化瘤體被正常的銅鍍層所包圍及加固，這就是固化。固化處理的電解液含銅量比粗化電解液的較高，酸含量較低，經(jīng)固化處理后，粗化層與銅箔基本結(jié)合牢固，形成最終的化層。對電解銅箔來說，銅箔厚度不同以及使用用途不同，要求銅箔表面粗化層也不同，有的需要高峰值粗化層，有的需要低峰值粗化層，這就要求銅箔生產(chǎn)過程采用不同工藝條件的表面粗化工藝來實現(xiàn)。景旺電子科技（龍川）有限公司景旺電子科技（龍川）有限公司銅箔制造工藝培訓(xùn) 耐熱層處理的主要目的是為了提高

15、銅箔壓制覆銅板及多層板后的耐熱性及高溫抗剝離強度。這是因為電路板在整機元器件裝配焊接時，由于受到高溫影響，其樹脂是的固化劑雙氰胺容易裂解產(chǎn)生胺類物，它與裸銅表面接觸，將發(fā)生反應(yīng)而可能出現(xiàn)水分，進(jìn)而汽化，引起氣泡產(chǎn)生，使銅箔與基本分離。 .耐熱層處理 景旺電子科技（龍川）有限公司景旺電子科技（龍川）有限公司銅箔制造工藝培訓(xùn)銅箔的耐熱層處理一般采用電鍍其它金屬的辦法，也就是在銅箔粗化層面上再鍍一層其它金屬，使銅箔表面不與基材直接接觸，避免問題出現(xiàn)。目前所鍍金屬一般有：鍍一層鋅，顏色為灰色，稱為灰化處理，些種銅箔叫鍍鋅銅箔；鍍一層銅鋅合金，即黃銅，顏色呈黃色，稱為黃化處理，此種銅箔叫鍍黃銅銅箔；鍍一

16、層鎳，顏色為黑色，稱為黑化處理，此種銅箔叫做鍍鎳銅箔。耐熱層處理不但可以阻擋胺類物對銅箔表面的攻擊，而且有助于增加銅箔與基材的化學(xué)親和力，進(jìn)而提高抗剝強度。景旺電子科技（龍川）有限公司景旺電子科技（龍川）有限公司銅箔制造工藝培訓(xùn)銅箔在貯存、運輸及壓板生產(chǎn)過程中，常會遇到一定濕度的空氣及較高的溫度，很容易使銅箔表面發(fā)生氧化變色，它會影響銅箔表面的可焊性及對油墨的親和力性，并且引起銅箔厚度的微小變化，還會導(dǎo)致線路電阻增大，因此在銅箔生產(chǎn)過程中要對銅箔兩表面（光面和毛面）進(jìn)行防氧化處理，有時也叫鈍化處理或穩(wěn)定性處理。 常見的防氧化處理有采用酸性工藝的，也有采用堿性工藝的，所謂酸性工藝就是所用溶液呈酸

17、性，而堿性工藝的溶液則呈堿性，都使銅箔作為陰極，通直流電，使得銅箔表面形成以鋅、鉻為主體的結(jié)構(gòu)復(fù)雜的防氧化膜，以使銅箔不直接與空氣接觸，達(dá)到防氧化的目的。 .防氧化處理 景旺電子科技（龍川）有限公司景旺電子科技（龍川）有限公司銅箔制造工藝培訓(xùn)五五. .電解銅箔生產(chǎn)主要設(shè)備電解銅箔生產(chǎn)主要設(shè)備 電解銅箔生產(chǎn)主要設(shè)備包括造液設(shè)備（溶銅罐、過濾器和熱交換器等）、生箔機、表面處理機和分切機等 1.溶銅罐 溶銅罐是用來將銅溶解成硫酸銅溶液，并保證生產(chǎn)所需的溶銅速度，主要有浸泡式和噴淋式兩種 景旺電子科技（龍川）有限公司景旺電子科技（龍川）有限公司銅箔制造工藝培訓(xùn)2.過濾罐 過濾器是用來過濾電解液中懸浮的固體顆粒，使電解液達(dá)到一定凈度的一種裝置。過濾器有立式或臥式兩種景旺電子科技（龍川）有限公司景旺電子科技（龍川）有限公司銅箔制造工藝培訓(xùn)3.熱交換器 熱交換器用來控制電解液溫度的一種裝置，它由一個不銹鋼圓罐和不銹鋼盤管組成。導(dǎo)熱介質(zhì)經(jīng)不銹鋼