电解铜箔制造工艺简介

• 储液罐是用来暂时存储溶铜罐流下来的电解液和少量毛箔机回流的部 分电解液的，同时也为溶铜提供反应所需的H2SO4。在储液罐和溶铜 罐间循环后电解液中H+浓度会降低，而毛箔回流电解液中含有较高浓 度的H+从而维持了反应所需的H+浓度，确保反应按设定工艺方向进 行。储液罐的出口与污液槽相连，电解液通过溢流管流到污液槽内。
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污液槽
• 污液槽是用来储存储液罐溢流过来的电解液和毛箔机列回流的部分电解液及 净液槽溢流过来的电解液的。污液槽内的温度是通过板式换热器来调控的， 控制在50℃-60℃。污液槽基本上是整个溶铜工序中容积最大的部分，它在整 个电解液的循环过程中可以起到缓冲的作用，对于保持工艺的持续稳定性起 到重要作用。
• 硅藻土是古代单细胞硅藻遗骸沉积物，具有质轻、多孔、高强、耐磨、 吸附及填充等一列优良性能，同时还具有良好的化学稳定性。其常用 于过滤、吸附、填充、载体等方面。
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净液槽和高位槽
• 净液槽内的电解液是经过大过滤器过滤后的较洁净电解液。为保持工艺的持 续稳定性，净液槽的液位控制在一定范围，为此净液槽设有浮力式液面指示 器，便于检查液位。当Leabharlann Baidu位过高时，净液槽的电解液会溢流回到污液槽，这 就要求净液槽的液位高度要比污液槽的高 。
分液缸
回流管
阳极板
回流管
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毛箔电解原理
• 毛箔制造采用硫酸铜水溶液作为电解液，其主要成分为Cu2+、H+及少量的 其它金属离子和OH-、SO42-等阴离子。在直流电的作用下，阳离子移向阴 极，阴离子移向阳极，阳极一般采用不溶阳极（铅银合金或涂层钛板等）。 由于各种离子的析出电位不同，其成分含量差别较大。在阴极上，Cu2+得到 2个电子还原成Cu，在阴极辊面上电化结晶，电极反应如下： Cu2+ + 2e = Cu ↓ 在阳极上H2O放电后生成氧气和H+，即： H2O - 2e = 2H+ + O2 ↑ 故整个过程还是一个造酸过程。因为氧气跑掉了， H+ 、SO42-结合形成硫酸， 即2H+ + SO42- —H2 SO4 。 总的反应为： CuSO4 + H2O = Cu↓+ H2SO4 + 1/2O2 ↑
• 高位槽的主要作用是使进入毛箔机的电解液具有稳定的流速（或流 量）。流量的大小主要由高位槽和电解槽间的势能差来决定，同时还 可以通过转子流量计来加以调节。经泵从净液槽打入到高位槽的电解 液在高位槽内始终保持一定的高度，而多余的电解液又回流到净液槽 内 ，经高位槽后的电解液再加入一定量的明胶后流向棉芯过滤器。
电解铜箔制造工艺简介
08/30/2011
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目录 • 铜箔工业发展概述 • 电解铜箔生产工艺流程 • 电解铜箔表面晶相结构
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铜箔工业发展概述
• 电解铜箔的发展可划分为三个发展阶段：美国铜箔企业的创建，使世 界电解铜箔业起步的阶段（1955年--70年代中期）；日本铜箔企业高速发 展，全面垄断世界市场的阶段（1974年--90年代初期）；日、美、亚洲等 铜箔企业多极化争夺市场的阶段（自90年代中期起至现今） 日本是世界上最大的铜箔生产国,其次是中国台湾. 铜箔工业是在1937年由美国新泽西州的Anaconda公司炼铜厂最早生产的. 1955年,美国Yates公司开始专门生产PCB用的铜箔.
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电解铜箔生产工艺流程
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溶铜流程图
溶铜原理:
造液（生成硫酸铜液） 在造液槽中通过对硫酸和铜料，在加热条件下的化学反应，并进行多道过滤，生成 成硫酸铜液，再用专用泵打入电解液储槽中。
2Cu+O2→2CuO CuO +H2SO4→CuSO4 +H2O
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溶铜罐和储液罐
• 在溶铜罐中主要通过控制溶铜罐内反应物的量和反应温度来控制电解液中的 Cu2+和H+的含量，主要手段是按时添加电解铜板、循环使用电解液、添加 浓硫酸、换热器换热、自然对流添加空气等，最终产生铜箔生产所需的电解 液。
cu Ti
明胶
cu Ti
cu Ti
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明胶槽和棉芯过滤器
• 棉芯过滤器相当于电解液净化的二级过滤系统。它的过滤动力来自于高位槽 与电解槽的位差。一般情况下一台毛箔机对应二台棉芯过滤器，这样便于更 换棉芯。棉芯过滤器主要过滤一些机械杂质
。
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生箔制造
收卷装置 喷淋管
干燥管 挤水辊 水洗 酸洗
抛光轮 钛 辊
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Cl–是电解液中的一项重要的添加剂，它可以直接影响到毛箔的性状，可以避 免电镀过程中电解铜箔表面所产生的针孔现象，及提高镀层整平性，降低镀 层的内应力。
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大过滤器
• • 大过滤器过滤是应用物理吸附的原理，利用活性炭和硅藻土的孔隙率大，比
表面积大，吸附能力强的特点对电解液进行净化。
活性炭过滤器的介质是活性炭,它是由木炭、 优质煤或各种果壳等经高温焙烧 和活化制成。活性炭中有很多毛细孔连通，因此比表面积大，据测试， 1克 活性炭有 500~ 1000m2的表面积。这些微孔有强烈的吸附作用,能够吸附、 去除水中的色素、 有机物、 余氯、 胶体和微生物等,从而提高水的透明度、 降低浊度等。
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铜箔工业发展概述
• 20世纪60年代初，我国的本溪合金厂（及现在的本溪铜箔厂）、西北 铜加工厂（即现在的白银华夏电子材料股份有限公司）、上海冶炼厂 （即现在的上海金宝铜箔有限公司）依靠自己开发的技术，开创了我 国PCB用电解铜箔业。70年代初已可大批量连续化生产生箔产品。80 年代初又实现了阴极化的表面处理技术。90年代中后期，我国铜箔企 业又建立起：香港建滔铜箔集团有限公司（在广东佛岗）、西安向阳 铜箔有限公司、安徽铜陵中金铜箔有限公司、铁岭铜箔厂、武汉中安 铜箔制造有限公司、咸阳正大高科技铜业有限公司、江西九江电子材 料厂、合正铜箔（惠阳）有限公司等。其中合正铜箔（惠阳）有限公 司是在90年代末台湾合正科技股份有限公司（台湾覆铜板生产厂）， 在广东惠阳建立了在大陆的第一个台资铜箔企业。上海金宝、铜陵中 金、惠州联合等部分引进美国制造技术。
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明胶槽和棉芯过滤器
• 明胶水溶性蛋白质混合物，它由皮肤、韧带、肌腱中的胶原经酸或碱部分水 解或在水中煮沸而产生，无色或微黄透明的脆片或粗粉状，在35～40℃水中 溶胀形成凝胶(含水为自重5～10倍)。在电解液中加入明胶的目的是作为整平 剂改善电解铜箔表面的粗糙度 。明胶的作用机理是一个抑制作用：在微观粗 糙表面上，谷处扩散层的有效厚度大于峰处，整平剂(分子或离子)进入谷处的 扩散速度小于进入峰处的扩散速度，这样峰处整平剂的浓度大于谷处整平剂 浓度，造成峰处对Cu2+放电的抑制作用大于谷处，从而达到了整平效果。