极薄电解铜箔及其制备方法和应用技术

本发明专利技术涉及铜箔技术领域，具体涉及一种极薄电解铜箔及其制备方法和应用。所述极薄电解铜箔的制备方法包括：(1)将阴极和阳极置于含铜电解液中，通电进行电解处理，得到生箔；(2)将所述生箔置于含防氧化剂的水溶液中浸泡后水洗、烘干后，进行表面离子化处理；其中，在步骤(1)中，将导电玻璃浸入含导电聚合物的水溶液中进行前处理并烘干后作为所述阴极。所得极薄电解铜箔具有较好的抗氧化性能和力学性能，能够满足当前芯片封装与5G通信领域对于铜箔轻量化的要求。轻量化的要求。轻量化的要求。

【技术实现步骤摘要】
极薄电解铜箔及其制备方法和应用


[0001]本专利技术涉及铜箔
，具体涉及一种极薄电解铜箔及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]随着电子信息产业快速发展，电解铜箔的使用量越来越大，产品广泛应用于航空航天、通讯设备、锂离子电池、新能源汽车等领域，国内外市场对电解铜箔，尤其是高性能电解铜箔的需求日益增加。现代电子设备新增功能的拓展与性能提升导致组件数量日益增加，占用了更多的内部空间，电解铜箔除在动力电池、电路板方面应用，在高端应用领域将会开辟更多的应用空间，因此，对铜箔材料发展趋势提出了轻薄化、低轮廓、高光泽度、易剥离的新要求。
[0003]电解铜箔应用于IC载板、锂离子电池、5G信号高频高速传输领域等后端产品时，首先要保证所需的电解铜箔是超薄低轮廓铜箔(厚度≤1.5μm)，铜箔的轮廓度(表面粗糙度)低是一个关键的性能指标，能够保证信号的稳定传输，否则会导致高频信号传输延迟大、效率低的问题；其次，锂离子电池用的双光面铜箔对耐高温防氧化、抗拉强度和延伸率有一定要求，确保在对负极片进行压平时铜箔能够充分变形，否则将会造成极片易断裂问题，从而影响电池的成品率和循环寿命；同时，铜箔层与阴极面可完整剥离也是对铜箔制备技术的一项挑战，工业上常常需用物理手段将铜箔从阴极上剥离，有时铜箔的粘结性太高将导致铜箔易撕裂，浪费箔材。然而，当前国内的极薄电解铜箔普遍存在轮廓度高、抗氧化性能差、铜箔层与阴极面难以完整剥离等问题，因此，发展适用于高端产品应用的低轮廓、高抗氧、易剥离的极薄铜箔制备技术，既可以保证信号的传输速率、减少信号传输的损失，显著改善后端应用，又能够节约制备成本，提高生产效率，这将成为现今以至未来铜箔技术发展中的一项重大研究课题。
[0004]目前国内电子铜箔的制造企业常使用镀铬手段进行防氧化处理，虽然具有良好的耐热耐磨能力和化学稳定性，但六价铬剧毒，严重污染环境，随着国家新型环保形式的出现，电镀正逐渐向无铬化发展。铜箔产品的绿色环保表面处理对于国内发展新兴产业是一项极大的挑战。开展高性能的极薄铜箔的研究对铜箔工业、电子、通讯、能源、交通、航天、军事等产业的发展有重大意义。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的是为了克服现有技术中极薄铜箔难剥离、抗氧化性能差的问题，提供了一种极薄电解铜箔及其制备方法和应用。
[0006]为了实现上述目的，本专利技术第一方面提供了一种极薄电解铜箔，其中，所述铜箔的厚度为0.5
‑
3μm，表面粗糙度R
z
为0.5
‑
3.5μm，光亮度60
°
为 180
‑
250GU，抗拉强度为320
‑
430MPa，延伸率为1.5
‑
3.2％，表面张力为 65
‑
78mM/m以上；在220℃下放置2h不变色。
[0007]本专利技术第二方面提供了一种极薄电解铜箔的制备方法，其中，所述方法包括：
[0008](1)将阴极和阳极置于含铜电解液中，通电进行电解处理，得到生箔；
[0009](2)将所述生箔置于含防氧化剂的水溶液中浸泡后水洗、烘干后，进行表面离子化处理；
[0010]其中，在步骤(1)中，将导电玻璃浸入含导电聚合物的水溶液中进行前处理并烘干后作为所述阴极。
[0011]本专利技术第三方面提供了一种第二方面所述方法制备得到的极薄电解铜箔。
[0012]本专利技术第四方面提供了一种第三方面所述极薄电解铜箔在芯片封装中的应用。
[0013]通过上述技术方案，采用本专利技术提供的方法制得的极薄电解铜箔具有以下优势：
[0014](1)在制备时可与阴极自动剥离，且剥离下来的铜箔属于双光面铜箔，解决了实际生产中铜箔难以剥离导致的撕裂现象；
[0015](2)铜箔厚度极薄，抗氧化性高，力学性能好，可用于芯片封装，相较于同类芯片封装用电解铜箔，体积与重量占比可减少50
‑
70％，满足当前芯片封装与5G通信领域对于铜箔轻量化的要求；
[0016](3)具有超低轮廓(表面粗糙度R
z
为0.5
‑
3.5μm)的特征，用于通信领域能够加快信号传输，改善信号传输的稳定性；
[0017](4)铜箔表面张力大(65
‑
78mM/m)，表现为亲水性，具有一定的粘结性，应用于锂电池中能够提高循环容量；应用于印刷电路板中具有一定的剥离强度，性能佳。
附图说明
[0018]图1是实施例1极薄铜箔的扫描电镜(SEM)图像(放大20000倍)；
[0019]图2是实施例1极薄铜箔的截面的扫描电镜(SEM)图像(放大10000 倍)；
[0020]图3是实施例2极薄铜箔的截面的扫描电镜(SEM)图像(放大10000 倍)。
具体实施方式
[0021]在本文中所披露的范围的端点和任何值都不限于该精确的范围或值，这些范围或值应当理解为包含接近这些范围或值的值。对于数值范围来说，各个范围的端点值之间、各个范围的端点值和单独的点值之间，以及单独的点值之间可以彼此组合而得到一个或多个新的数值范围，这些数值范围应被视为在本文中具体公开。
[0022]本专利技术第一方面提供了一种极薄电解铜箔，其中，所述铜箔的厚度为 0.5
‑
3μm，表面粗糙度R
z
为0.5
‑
3.5μm，光亮度60
°
为180
‑
250GU，抗拉强度为320
‑
430MPa，延伸率为1.5
‑
3.2％，表面张力为65
‑
78mM/m以上；在220℃下放置2h不变色。
[0023]在本专利技术中，铜箔的厚度通过型号为美国FEI MLA650F的扫描电镜 (SEM)获得；铜箔的表面粗糙度采用型号为德国马尔PS
‑
10粗糙仪测得；铜箔的抗拉强度和延伸率采用型号为日本岛津AG
‑
IS/1KN拉伸试验机测得；光亮度采用深圳三恩时3nh光泽度仪测得；表面张力采用美国爱莎A.Shine 达因笔测得；抗氧化性通过在DZ
‑
1BCIV真空干燥箱中加热测得。
[0024]在本专利技术中，所述铜箔厚度极薄，抗氧化性高，力学性能好，可用于芯片封装，相较于同类芯片封装用电解铜箔，体积与重量占比可减少50
‑
70％，满足当前芯片封装与5G通信领域对于铜箔轻量化的要求；且具有超低轮廓 (表面粗糙度R
z
为0.5
‑
3.5μm)的特征，用于通信领域能够加快信号传输，改善信号传输的稳定性；表面张力大(65
‑
78mM/m)，表现为亲
水性，具有一定的粘结性，应用于锂电池中能够提高循环容量；应用于印刷电路板中具有一定的剥离强度，性能佳。
[0025]本专利技术第二方面提供了一种极薄电解铜箔的制备方法本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种极薄电解铜箔，其特征在于，所述铜箔的厚度为0.5
‑
3μm，表面粗糙度R
z
为0.5
‑
3.5μm，光亮度60
°
为180
‑
250GU，抗拉强度为320
‑
430MPa，延伸率为1.5
‑
3.2％，表面张力为65
‑
78mM/m以上；在220℃下放置2h不变色。2.一种极薄电解铜箔的制备方法，其特征在于，所述方法包括：(1)将阴极和阳极置于含铜电解液中，通电进行电解处理，得到生箔；(2)将所述生箔置于含防氧化剂的水溶液中浸泡后水洗、烘干后，进行表面离子化处理；其中，在步骤(1)中，将导电玻璃浸入含导电聚合物的水溶液中进行前处理并烘干后作为所述阴极。3.根据权利要求2所述的方法，其中，所述前处理的时间为5
‑
10s；所述导电聚合物选自聚吡咯、聚苯胺、聚酞菁中的至少一种；所述导电聚合物的水溶液的体积浓度为2
‑
4.5％。4.根据权利要求2或3所述的方法，其中，所述含铜电解液的配制方法包括：将络合剂和辅助络合剂加入碱液中，得到溶液A；将含铜化合物、含锌化合物、含助剂金属化合物、光亮剂加入水中，得到溶液B，再将所述溶液A和溶液B混合，得到所述含铜电解液。5.根据权利要求4所述的方法，其中，所述碱液为碱的水溶液，所述碱为氢氧化钠和/或氢氧化钾；和/或，所述络合剂选自酒石酸钾钠、酒石酸钾、酒石酸钠、焦磷酸钾、焦磷酸钠、甘氨酸、组氨酸、脯氨酸、半胱氨酸、亚硫酸钠、亚硫酸钾、亚硫酸氢钠、亚硫酸氢钾中的至少一种；和/或，所述辅助络合剂选自柠檬酸钠、柠檬酸钾和柠檬酸二钠中的至少一种；和/或，所述含铜化合物选自铜的硫酸盐、氯化盐和硝酸盐中的至少一种；和/或，所述含锌化合物选自锌的硫酸盐、氯化盐和硝酸盐中的至少一种；和/或，所述含助剂金属化合物中的助剂金属选自Bi、Sn、Sb、Cd中的至少一种，所述含助剂金属化合物选自所述助剂金属的硫酸盐、氯化盐和硝酸盐中的至少一种；和/或，所述光亮剂选自2
‑
巯基苯并咪唑、聚乙烯亚胺、硫脲、2
‑
巯基丙酸、硫代吗啉
‑3‑
羧酸盐酸盐中的至少一种。6.根据权利要求4或5所述的方法，其中，所述碱液、络合剂、辅助络合剂、含铜化合物、含锌化合物、含助剂金属化合物和光亮剂的用量使得在所述含铜电解液中，所述碱的浓度为20
‑
...

【专利技术属性】
技术研发人员：宋宁，唐云志，樊小伟，陆冰沪，谭育慧，李大双，
申请(专利权)人：安徽铜冠铜箔集团股份有限公司国瑞科创稀土功能材料赣州有限公司，
类型：发明
国别省市：