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          電解銅箔

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          銅箔生產的方法及工藝流程

          2022-02-14 14:29:26

          銅箔生產的方法有哪些?銅箔生產的工藝流程又是如何的呢?銅箔生產中會有哪些問題呢?我們還是先了解下什么是銅箔吧。銅箔是鋰離子電池及印制電路板中關鍵性的導電材料。銅箔是一種陰質性電解材料,沉淀于電路板基底層上的一層薄的、連續的金屬箔。銅箔根據不同的分法,可以分成很多種。銅箔根據厚度可以分為:厚銅箔(大于70μm)、常規厚度銅箔(大于18μm而小于70μm)、薄銅箔(大于12μm而小于18μm)、超薄銅箔(小于12μm)等。銅箔也可以根據表面狀況分為:單面處理銅箔(單面毛)、雙面處理銅箔(雙面粗)、光面處理銅箔(雙面毛)、雙面光銅箔(雙光)和甚低輪廓銅箔(VLP銅箔)銅箔等。最后銅箔根據生產方式的不同分為:電解銅箔壓延銅箔。那么今天我們就要重點來說說電解銅箔和壓延銅箔的生產方式。

          銅箔

            在說銅箔生產的方法前,我們先來了解一下電解銅箔的定義:是由電解液中的銅離子在光滑旋轉不銹鋼板(或鈦板)圓形陰極滾筒上沉積而成,銅箔緊貼陰極滾筒面的面稱為光面,而另一面稱為毛面。


            電解銅箔生產的方法:目前國內多采用輥式陰極、不溶性陽極以連續法生產電解銅箔。


          輥式連續電解法生產電解銅箔的具體步驟:


            1、電解溶銅。以電解銅或同等純度的電線返回料為原料,在含有硫酸銅溶液中溶解,在以不溶性材料為陽極、底部浸在硫酸銅電解液中恒速旋的陰極輥為陰極的電解槽中進行電解,溶液中的銅沉積到陰極輥筒的表面形成銅箔,銅箔的厚度由陰極電流密度和陰極輥的轉速所控制。待銅箔隨輥筒轉出液面后,再連續地從陰極輥上剝離,經水洗、干燥、卷取,生成原箔。


            2、進行的是仍以電化學反應為主體的表面處理工序。該工序分三段進行:第1階段為保持銅及氧化銅組成的枝狀結晶組織的粗化層。第二階黃銅或鋅做為阻擋層。具有阻擋層的銅箔在生產印刷電路的過程中,才能保證沒有微粒遷移等基板污染現象。第三階段,為了防止搬運、存放或層壓時發生氧化,在銅箔的表面鍍鋅、鎳、錫及其它金屬或合金做為防氧化鍍層。


            3、即分剪包裝。由于分剪包裝部分設備自帶控制裝置,我們在此不作考慮。這樣整個生產工藝可分為:電解溶銅,表面溶銅,10空調機組,30萬空調機組四部分。


            電解銅箔生產的方法中銅溶解過程:


            1、原理:將處理好的銅料加入到溶銅槽內,銅料的表面積越大越好,銅料之間要有較小的縫隙,以增大反應面積。加入一定數量的純水和硫酸后,通入壓縮空氣進行氧化化合反應,生成硫酸銅溶液。其化學反應式為:2Cu+2H2SO4+O2=2CuSO4+2H2O。該反應屬固-液、固-氣、液-氣多相反應。反應速度與槽內銅料的總表面積有關,表面積越大,反應速度加快。其次與風量有關,風量增加,反應速度也加快。


            2、制箔原料要求:銅箔厚度越薄,質量檔次越高,要求電解液中的雜質含量越低。為了保證銅箔質量,銅材的純度必須大于99.9%。


            制箔的設備和原理:


            1、陰極輥:隨著客戶要求的提高與技術的發展,陰極輥直徑由原來的1m、1.5m增加到2.2m、2.7m,寬度為1400mm~1500mm,材料現在多為純鈦。陰極輥具有良好的耐腐蝕性,而其表面質量直接影響到生(原)箔的表面質量和視覺效果,因此輥面粗糙度Ra<0.3μm。< p="">


            2、陽極座:為不溶性陽極,目前使用的材料,一種為鉛銻合金(或鉛銀合金),另一種為鈦。而前者隨著使用時間的延長,合金腐蝕越來越多,致使極距不斷增大,槽電壓上升,電耗增加;同時由于腐蝕不很均勻,也影響極距的一致性,從而使銅箔均勻性亦差。后者由鈦基質和涂層組成。涂層是銥(56%)和鉭(44%)混合物,這種陽極耐腐蝕性較好,在一定限度內槽電壓基本不會升高,故生箔厚度均勻性好,但一次性投資較大。即使涂層受損減薄,也可通過重新涂覆得到修復。


            3、生箔制造:采用硫酸銅作電解液,其主要成分是Cu2+和H+。在直流電的作用下,陽離子移向陰極,陰離子移向陽極。在陰極上Cu2+得到2個電子還原成Cu,并在陰極輥上結晶形成生箔。電解液經過電解過程后,其Cu2+含量下降,H2SO4含量升高。電解液回到溶銅槽調整,使電解液Cu2+升高而H2SO4含量下降。通過電解和溶銅兩個過程,電解液中的Cu2+和H2SO4含量保持平衡。


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