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《電解銅箔生產(chǎn)常見問題及處理》由會員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫。
1、電解銅箔生產(chǎn)常見問題及處理隨著電子信息產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，電子產(chǎn)品輕量化、集成化要求越來越高，電解銅箔作為電子行業(yè)的基礎(chǔ)性材料，不僅對產(chǎn)品的抗拉強(qiáng)度、延伸率、抗剝離強(qiáng)度、防氧化性等物化性能指標(biāo)提出了更高要求，而且要求銅箔微觀晶粒組織和表面微觀形貌結(jié)構(gòu)更均勻精細(xì)。電解銅箔生產(chǎn)工藝復(fù)雜，涉及專業(yè)廣泛，生產(chǎn)過程既有機(jī)械電子設(shè)備又有電化學(xué)過程，分系統(tǒng)之間相互關(guān)聯(lián)相互影響，相關(guān)技術(shù)大多是交叉、邊緣學(xué)科，對處理實(shí)際生產(chǎn)中遇到的復(fù)雜問題缺乏成熟的理論支持。本文通過對實(shí)際生產(chǎn)中常見問題的總結(jié)，提出了一些有參考價(jià)值的處理方法，希望能引起同行的注意和指正，引發(fā)更成熟的研究方法和處理方法。1、
2、溶液凈化未處理箔（毛箔）的制造過程是銅箔生產(chǎn)中最關(guān)鍵的環(huán)節(jié)，絕大多數(shù)的物化性能指標(biāo)與毛箔有著直接或間接的關(guān)系。毛箔的電沉積過程離不開溶液，所以其溶液尤為重要，純凈無雜質(zhì)、成分均勻穩(wěn)定的毛箔溶液是生產(chǎn)高品質(zhì)銅箔的必需條件。實(shí)際生產(chǎn)中不可避免會有一些雜質(zhì)通過原料銅、廢箔、水、酸的加入和設(shè)備自身的磨損腐蝕進(jìn)入到溶液中，因此生產(chǎn)中的溶液含有不溶性的微粒、可溶的離子分子基團(tuán)和有機(jī)物等各種雜質(zhì)，這些雜質(zhì)大多數(shù)對銅箔品質(zhì)有負(fù)面影響，應(yīng)盡可能減少雜質(zhì)進(jìn)入溶液系統(tǒng)或采用有效方法把雜質(zhì)控制在合理范圍內(nèi)。不溶性微粒主要來源于原料銅的加入和廢箔回用，活性炭和其它有機(jī)物吸附劑在使用中也會少
3、量分解形成不溶性微粒。在基箔電沉積過程中微粒夾雜于組織內(nèi)或吸附于銅箔表面，造成箔面粗糙、針孔、滲透點(diǎn)等質(zhì)量缺陷。一般采用多級過濾的辦法將微粒由大到小逐級過濾去除，過濾精度最高可以達(dá)到0.5μm以內(nèi)。隨著過濾層級的增加和過濾精度的提高溶液凈化效果相應(yīng)提高，銅箔組織的致密性和表面微觀結(jié)構(gòu)的細(xì)致性都明顯優(yōu)化，表現(xiàn)為延伸率、抗拉強(qiáng)度等指標(biāo)的提高。高度凈化的基箔溶液是生產(chǎn)高品質(zhì)銅箔前提條件之一。增加過濾次數(shù)也是溶液凈化的有效方法，通常循環(huán)過濾液量應(yīng)為生產(chǎn)供液量的1.5倍以上。提高溶液的凈化，設(shè)備投入和運(yùn)行費(fèi)用會大幅增加，在凈化工藝設(shè)計(jì)時(shí)要兼顧工藝性和經(jīng)濟(jì)性。過濾器在初期運(yùn)行
4、時(shí)往往達(dá)不到設(shè)計(jì)精度，使用一段時(shí)間后過濾材料的表面會因?yàn)闉V渣的沉積而產(chǎn)生“搭橋”作用，過濾壓力略微增加而過濾精度提高并更穩(wěn)定，所以過濾器的清洗和濾料的更換應(yīng)該交替周期處理，前一級和后一級過濾器不宜同時(shí)進(jìn)行，避免因集中處理造成溶液凈化度發(fā)生波動(dòng)?？扇苄缘碾x子分子基團(tuán)對銅箔質(zhì)量的影響機(jī)理非常復(fù)雜。溶液中的離子除Cu2+、H+及SO42-之外都會干擾銅箔正常的電沉積過程。某些金屬陽離子直接參與銅箔晶體的成核過程，導(dǎo)致銅箔微觀組織結(jié)構(gòu)缺陷——孿晶、錯(cuò)層等；這些金屬陽離子雜質(zhì)具有與Cu2+的離子水合物體積大小接近或硫酸體系下電極電位接近的特點(diǎn)。Cu+離子在正常溶液中含量極少
5、，而且隨著H2SO4濃度的提高而降低；Cu+離子自身會發(fā)生歧化反應(yīng)生成CuO和Cu2+，CuO呈分子狀態(tài)分散在溶液中，陰極沉積時(shí)隨機(jī)夾雜于銅箔組織中，其結(jié)晶尺寸遠(yuǎn)比正常結(jié)晶大的多，使箔層出現(xiàn)毛刺、粗糙、針孔等缺陷；在溶銅時(shí)氧化不充分會產(chǎn)生Cu+離子，所以溶銅應(yīng)保證鼓風(fēng)量大于銅氧化需氧量，促進(jìn)Cu完全氧化生成Cu2+，同時(shí)控制好H2SO4濃度抑制Cu+離子產(chǎn)生，溶銅出液H2SO4濃度不應(yīng)低于60g/L，另外加入適量雙氧水可促使Cu+離子轉(zhuǎn)化為Cu2+離子。Cu的同族金屬的影響不容忽視，例如Ag+離子，應(yīng)盡可能防止其進(jìn)入溶液或設(shè)法清除。H+離子是電流的主要傳遞介質(zhì)，其
6、濃度大小與槽電壓呈正比關(guān)系，所以適當(dāng)提高H+離子濃度可以減少制造基箔的電能消耗；但H+濃度增加設(shè)備尤其是陰極輥、陽極板腐蝕速度加快，H+濃度過高銅箔表面出現(xiàn)粗化趨勢。溶液中的陰離子主要影響陽極反應(yīng)過程，某些小基團(tuán)陰離子也參與陰極反應(yīng)過程，如鹵族元素F-、Cl-等。氫氟酸是鈦的強(qiáng)溶劑，常溫下即使微量也會腐蝕陽極板、陰極輥，應(yīng)嚴(yán)禁F-離子進(jìn)入溶液。Cl-離子活性較F-離子略低一些，在酸性和加熱條件下對鈦有腐蝕性，Cl-離子濃度不宜太高。Cl-離子在溶液中一方面與Cu+離子反應(yīng)生成CuCl膠體顆粒，抑制了Cu+的影響，同時(shí)也是一種有效的光亮劑，負(fù)電性的Cl-離子因電場作
7、用雖然只有少量在陰極附近，仍然參與了Cu2+的陰極沉積過程。Cl-離子的存在影響了Cu的轉(zhuǎn)化結(jié)晶速度，提高了陰極極化，使銅箔晶粒組織和表面均勻細(xì)致。氯離子的濃度范圍10—50mg/L，濃度太低不能發(fā)揮光亮劑作用，濃度過高銅箔表面粗糙并產(chǎn)生毛刺，設(shè)備腐蝕速度加快。溶液中的可溶性雜質(zhì)在正常生產(chǎn)時(shí)多數(shù)在合理濃度范圍內(nèi)波動(dòng)，不會影響銅箔品質(zhì)，少量雜質(zhì)會隨著生產(chǎn)時(shí)間延長在溶液中逐漸積累，有時(shí)管理不善或生產(chǎn)事故造成雜質(zhì)超標(biāo)，需要去除過量的雜質(zhì)以保持溶液潔凈。小電流電解法是一種有效的去除雜質(zhì)方法，應(yīng)用范圍廣而且使用過程不會造成新的污染，通常電流密度控制在100A/m2以內(nèi)，電流
8、和液流量根
