CN100418695C - 铜箔的制法 - Google Patents

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Abstract

一种铜箔的制法包括利用网板扩张机将铜板单定向冲压，使铜板具有切痕，在未切断铜板的状态下，以垂直于该冲压的方向对铜板进行拉伸，将该铜板扩张成铜扩张网板，将该铜扩张网板置入含有电解液的溶解槽中，令铜扩张网板溶解并氧化成铜离子，再经电化学作用制得铜箔；本发明的方法是使铜板扩张成铜扩张网板，以增加铜与电解液间的接触面积，这样不仅可节省能源、缩短制程、减少设备投资成本，并且不会造成水或空气污染，是一种清洁的电解铜箔用铜材的制法。

Description

铜箔的制法
技术领域
本发明是关于铜箔的制法，特别是关于一种利用冲压后进行拉伸铜板制做铜箔的制法。
背景技术
一般而言，印刷电路板是由铜箔积层板制造而得。所谓的积层板是由含或不含电解铜箔与酚醛树脂或环氧树脂的基材，经高温、高压压合而成。电解铜箔的制造则是由硫酸铜与硫酸所构成的电解液，再加入添加剂，如骨胶、明胶、尿素、氯离子等，或如美国专利第4,976,826号所述的添加剂，经调整过的上述电解液，经过泵送入电解槽中，经电镀后形成铜箔。电解槽是由钛或不锈钢制成的阴极筒及铅合金或钛板涂布IrO2等其它不溶性阳极所构成，例如美国专利第4,318,794号所述。
电解槽中的化学反应如下：
阳极：H2O→1/2O2+2H++2e-
阴极：CuSO4+2e-→Cu0+SO4 2-
总反应：CuSO4+H2O→Cu0+H2SO4+1/2O2
上述反应中，电解液中的硫酸铜以电化学作用产生铜箔及硫酸，同时溶液中的铜离子逐渐减少。为了确保铜箔品质，电解液中各个离子成分的浓度必须控制在一定范围内，因此须再将上述电解液输送至盛装有铜金属的溶解槽内，以产生下列化学反应：
Cu0+H2SO4(aq)+1/2O2→CuSO4(aq)+H2O
其中氧气的来源可为纯氧气或空气。
为了维持上述溶解槽中的稳定硫酸铜浓度，须使铜金属原料维持相当的溶解速度。
目前使用的铜金属原料一般使用下列几种：
(1)使用铜板经熔解后抽丝成直径10mm以下的铜线，投入上述的溶解槽中溶解。
(2)使用回收的废电线、废电缆，经硫酸、盐酸或碱水与界面活性剂等洗涤除去杂质后，再经水洗后投入溶解槽中溶解。
(3)使用回收的废电线、废电缆，经高温燃烧将杂质焚化后，投入溶解槽中溶解。
(4)使用铜板将其切成10至30mm宽的铜条投入溶解槽中溶解。
(5)使用铜板经打孔成直径3至5mm的铜锭，连同剩余的铜板一起投入溶解槽中溶解。
目前使用的上述方式有下列缺点：
方法(1)中，将铜板熔解再经多次步骤抽丝成直径10mm以下的铜线，不仅须设置熔炉增加设备成本，同时也须提供相当的能源使铜板熔解，因此投资成本较高。
方法(2)中，以硫酸、盐酸或碱水与界面活性剂洗涤回收的废电缆线，虽可降低设备成本，但将产生大量具有污染性的废水，仍须进行废水处理。
方法(3)中，利用燃烧处理废电缆线，虽可除去铜线表面有机物质，但燃烧产生的废气会产生严重的空气污染，须再增加空气污染防治费用。
方法(4)中，将铜板切成10至30mm宽的铜条所需设备成本虽然较低，但其比表面积较小，造成溶解缓慢，因此须扩大溶解规模以增大溶解速度，并因此增加操作成本。
方法(5)中，将铜板打成铜锭，其比表面积虽然较铜条大，但溶解速度仍比方法(1)的铜线要慢，也须扩大溶解规模以增大溶解速度，并因此增加操作成本。
鉴于上述方法的缺点，因此如果能够寻求一种符合经济效益并兼顾环保要求的制程，是这一领域目前要解决的问题。
发明目的
为克服上述现有技术缺点，本发明的主要目的在于提供一种能够增加铜材在溶解槽中的溶解速度，从而增加产能的铜箔的制法。
本发明另一目的在于提供一种能够节省能源、缩短制程、减少设备的铜箔的制法。
本发明的又一目的在于提供一种不会造成水或空气污染的铜箔的制法。
为达到上述及其它目的，本发明的一种铜箔的制法是利用网板扩张机对铜板进行单定向冲压，使铜板具有切痕，在未切断铜板的状态下，以垂直于该冲压的方向对铜板进行拉伸，将该铜板扩张成铜扩张网板；以及将该铜扩张网板置入含有电解液的溶解槽中，令铜扩张网板溶解并氧化成铜离子，作为铜离子补充来源，使铜离子经电化学反应制得铜箔；其中该电解液包括硫酸与硫酸铜，该铜扩张网板氧化成铜离子的氧化反应是在含氧气的气体中进行。
本发明的制法增加了铜与电解液之间的接触面积，进而增加铜的溶解速度并增加了产能，它不仅能够节省能源、缩短制程、减少设备投资，并且不会造成水或空气污染，是一种清洁的铜箔的制法。
附图说明
图1显示本发明制造扩张网板流程图；
图2本发明铜扩张网板的部分放大图，其中W＝网目切料厚度，T＝原料铜板厚度，SW＝短边孔内尺寸及LW＝长边孔内尺寸。
具体实施方式
实施例
本发明的制法是将铜板扩张成铜扩张网板，增加铜与电解液之间的接触面积，进而增加溶解速度并增加产能。
本发明是利用网板扩张机将铜板进行单定向冲压，使铜板具有切痕，在未切断铜板的状态下，以垂直于该冲压的方向对铜板进行拉伸，得到扩张成铜扩张的网板，将该铜扩张网板置入含有电解液的溶解槽中，令铜扩张网板溶解并氧化成铜离子，再经电化学作用制得铜箔。
本发明制法中所用的电解液主要是由硫酸与硫酸铜水溶液所构成，并可视情况在其中添加其它添加剂，例如骨胶、明胶、尿素、氯离子或美国专利第4,976,826号中发明的其它添加剂。
本发明制法进行反应所需的氧来源，可以是纯氧气或含氧气的气体。
本发明制法中的电解反应是电镀领域悉知的电解反应，且是本行业一般技术人员所熟知，故本文不再赘叙。
本发明的具体制法是如图1所示，它是利用网板扩张机将铜板进行单定向冲压，使铜板具有切痕，在未切断铜板的状态下，以垂直于该冲压的方向对铜板进行拉伸，即得到本发明所需的铜扩张网板。该扩张网板的部分放大图是如图2所示。
本发明中所用的铜扩张网板尺寸并无特别限制，只要可置入溶解槽中即可。但依据实际使用时，本发明制得的扩张网板尺寸，其短边孔内尺寸(SW)通常为1至80毫米之间，比较适宜为2至50毫米之间，长边孔内尺寸(LW)通常为20至160毫米之间，为70至120毫米之间，网目切料厚度(W)通常为1至25毫米之间，比较适宜为2至20毫米之间，以及原料铜板厚度(T)通常小于15毫米，宜为6至10毫米之间。
实施例1
取一块8毫米厚(T)400毫米×400毫米(W×L)的铜板，经扩张网板机扩张成如图1形状的铜扩张网板，其中SW＝10毫米、LW＝20毫米、W＝4毫米及T＝8毫米，秤重后置入含有电解液的溶解设备中，该电解液中含[Cu2+]＝100克/升、[H2SO4]＝100克/升，液温＝60℃，并通入空气，经24小时后取出，以清水洗净后干燥并秤重。结果列于下表1。
实施例2
取与实施例1所用铜板相同尺寸的铜板，如实施例1般经扩张网板基扩张，获得铜扩张网板，其中SW＝40毫米、LW＝80毫米、W＝5毫米及T＝8毫米。秤重后如实施例1般进行溶解，以清水洗净后干燥并秤重。结果列于下表1。
实施例3
取与实施例1所用铜板相同尺寸的铜板，如实施例1般经扩张网板基扩张，获得铜扩张网板，其中SW＝10毫米、LW＝20毫米、W＝4毫米及T＝8毫米。秤重后如实施例1般进行溶解，以清水洗净后干燥并秤重。结果列于下表1。
比较例1
取与实施例1所用铜板相同尺寸的铜板，切成20毫米×20毫米的块状铜块，秤重后如实施例1般进行溶解，以清水洗净后干燥并秤重。结果列于下表1。
表1
Figure C20041007804400071
由上表1的结果显示，利用本发明制得的铜扩张网板，可以增进铜板的溶解速度及溶解率。
本发明的方法借由利用网板扩张机将铜板进行单定向冲压，使铜板具有切痕，在未切断铜板的状态下，以垂直于该冲压的方向对铜板进行拉伸，使其扩张成铜扩张网板，因而增加了铜与电解液之间的接触面积，进而增加溶解速度并增加产能。本发明的方法，不仅可节省能源、缩短制程、减少设备投资成本，并且不会造成水或空气污染，是一种清洁的电解铜箔用铜材的制法，在产业上有着极好的应用前景。

Claims (1)

1. 一种铜箔的制法，其特征在于，该制法包括利用网板扩张机对铜板进行单定向冲压，使铜板具有切痕，在未切断铜板的状态下，以垂直于该冲压的方向对铜板进行拉伸，将该铜板扩张成铜扩张网板；以及将该铜扩张网板置入含有电解液的溶解槽中，令铜扩张网板溶解并氧化成铜离子，作为铜离子补充来源，使铜离子经电化学反应制得铜箔；其中该电解液包括硫酸与硫酸铜，该铜扩张网板氧化成铜离子的氧化反应是在含氧气的气体中进行。
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