试述电解铜箔常见问题及解决方法
- 格式:doc
- 大小:15.50 KB
- 文档页数:3
电解铜箔生产常见问题及处理
一、生产常见问题
1、电解池漏电
运行时出现电解池漏电现象,可能是电解池封口有问题,搭接条带有氧化物或封口螺栓松动引起的,该情况须及时检修,将封口板拆洗干净,检查搭接条是否有氧化物,如有清洗后,再重新安装封口板并加紧螺栓。
2、阴极结焦
经常出现阴极结焦,可能是由于电解池的工作温度过高,涂锌箔厚度不足,抗熔化点不够高的铜溶液导致,该情况清洗阴极,更换阴极,检查铜溶液,补充锌箔。
3、电解池燃烧
电解池经常出现燃烧,可能是由于电解池热控不当、离心机失压而导致的,该情况应及时关闭离心机,检查温控装置是否正常运转,降低电解池温度,加强温控的操作。
4、电流过大
经常出现电流过大的情况,可能是由于电解池的内电阻过小引起的,该情况及时更换电解池,更换新的电解池,并检查电解池内部的内电阻是否正常。
5、铜溶液长时间无法得到
铜溶液长时间无法得到,可能是由于电解池容积过小,铜溶液浓度过大,沉淀物淤积过多引起的,该情况应减少电解池的容积,同时减小铜溶液的浓度,清除沉淀物淤积。
二、处理措施
1、电解池漏电。
电解铜箔常见问题及解决办法摘要:现代电子工业材料中常使用到电子铜箔,电子工业的不断发展,要求其有更高的技术支持,生产电子铜箔的厂家有许多,且各厂家的生产工艺相差不大,而产出的铜箔质量可能存在一定差异。
我国电子工业的发展,不少厂家逐步生产电子铜箔,但我国这种材料的质量相比国外有非常大的差距,通常体现在放置铜箔之后出现变色情况,成品合格率也难以保障,使得电耗高成本增加,经济效益低下。
电解铜箔需要有非常高的生产实践性,本文主要分析了近年来电解铜箔生产过程中常见的问题与处理手段供参考。
关键词:电解铜箔,问题,毛刺,方法电解铜箔发展有三个阶段,第一个阶段是起步阶段,这个阶段重点在于印刷,通过铜箔来生产电路板,厚度在70-100cm之间。
第二个阶段是快速发展阶段,这个阶段的铜箔厚度在18-35cm之间,被日本铜箔业所垄断。
第三个阶段是发展成熟阶段,这个阶段生产的铜箔厚度在3-5cm之间,且在电池上应用,全球各个国家对其研究程度不等。
随着铜箔生产企业在产品质量和工艺流程上改善较大,而对比国外先进生产企业来说仍有非常大的差距。
我国进口铜箔通常是高档铜箔,出口铜箔90%以上为低档铜箔。
技术含量及附加值高的HD内层用柔性电路板及铜箔,基本上都是从国外进口。
因材料价格精度因素,我国生产企业购买的生箔机在持续工作中材料表面情况不良致使铜箔品质降低,那么对这部分企业来说,需要不断提升产品的性能,采取科学可行的方法来改进电解铜箔的表面处理工艺。
生产厂家质量有差异,但关键生产工艺及设备的原理大同小异,通常是生箔机大小不一致,后处理在点解时添加的电解添加剂不一样,工艺不一样。
在生箔机中经过电沉积,对阴极辊的转速控制下获取厚度不等的铜箔,在生产过程中容易产生一系列问题,下面将介绍常见的几个问题。
1 电解铜箔常见问题及解决办法1.1毛刺生箔机会产生毛刺,收集辊中能够发现铜箔有突出,有些毛刺还可能刺穿铜箔造成破坏,小毛刺的情况可佩带手套来感觉生箔机收卷,会有刺手感。
电解铜箔常见问题及解决对策分析摘要:新时期电子工业迅速发展,推动电解铜箔推广生产。
电解铜箔是电子工业基础性材料,不同厂家对电解铜箔生产工艺上具有相似性,但生产的电解铜箔质量存在较大差异。
我国电解铜箔生产技术和国外发达国家还存在一定差距,生产的产品往往存在多种问题,如放置后变色、成品合格率较低等,最终导致实际生产消耗大量电能,成本投入高。
电解铜箔对生产实践要求较高,文章对电解铜箔常见问题及解决对策分析,旨在为电解铜箔合理生产打下坚实基础。
关键词:电解铜箔;解决;生产;质量;毛刺电子信息产业蓬勃发展,对应电子产品向集成化发展,电解铜箔是电子产品的基础性材料,对产品自身抗拉强度、拉伸率等有较高要求,且要保障铜箔微观晶粒组织及表面微观形貌结构均匀且精细[1]。
电解铜箔生产工艺复杂,且涉及到多专业的知识聂荣,技术交叉性强,生产中常出现如毛刺、破洞、渗透、花斑等问题,以下就对常见问题分别叙述,提出对应解决对策。
1.电解铜箔及工艺流程印制电路板、覆铜板及锂离子电池等电子产品制作都需要电解铜箔给予支持。
电解铜箔是产品信号、电力传输并沟通的重要“神经”。
我国生产制造业不断发展,推动电解铜箔产业突飞猛进发展[2]。
电解铜箔实际生产工序有三道,分为溶液生箔,随后对表面处理,再之后对产品分切(生产工艺如图1所示)[3]。
生产过程涉及到电子、机械、电化学等,且对生产环境要求严格,生产工艺复杂。
因此,截至目前为止,电解铜箔行业并无标准生产设备及技术,不同生产商对应生产工艺可能存在些许差异,将影响电解铜箔产能及品质提升。
图1 电解铜箔生产工艺流程2.电解铜箔常见问题及解决措施铜箔主要在生箔机上产生电沉积,通过控制阴极辊转速,得到各个厚度的产品。
在生产过程中容易发生多种问题,以下进行详细介绍。
2.1毛刺毛刺主要产生在生箔机上,收集辊上可明显看到铜箔存在凸点,一些大的毛刺甚至会穿过铜箔,造成破洞[4]。
一些较小的毛刺,则可戴多层手套,感受设备收卷,发现存在多刺,有勾手感受。
电解铜箔生产常见问题及处理电解铜箔是一种高纯度的铜箔,广泛应用于电子、通信、航空航天、电力等行业。
然而,在生产过程中常常会出现一些问题,如铜箔厚度不均匀、氧化层过厚、表面质量不良等,这些问题直接影响着铜箔的质量和使用效果。
下面将介绍一些电解铜箔生产中常见的问题及解决方法。
一、铜箔厚度不均匀1.原因分析:电解铜箔厚度不均匀的原因可能是电流密度不均匀、电解液浓度不均匀、电解液温度不稳定等。
2.处理方法:(1)调整电流密度分布,采用逼流条的方法,增加电解槽中的电流分布均匀性。
(2)控制电解液浓度,定期检测电解液中铜离子浓度并进行调整。
(3)保持电解槽温度稳定,采用恒温装置,并定期检查电解槽的散热情况。
二、氧化层过厚1.原因分析:氧化层过厚可能是由于电解液中含有过多的杂质或电解液中氧气供氧速率太高等原因引起。
2.处理方法:(1)加强电解液的过滤和净化工作,定期清洗和更换电解槽中的过滤设备。
(2)控制氧气供氧速率,根据工艺要求调整供氧量。
(3)采取适当的操作方法和电解条件,减少氧气在电解过程中的消耗。
三、表面质量不良1.原因分析:电解铜箔表面质量不良的原因可能是电解液中杂质太多、电解工艺条件不合理等。
2.处理方法:(1)加强电解液的净化工作,定期清洗和更换电解槽中的过滤设备。
(2)优化工艺条件,合理控制电解温度、电流密度、电解时间等参数。
(3)定期对电解设备进行维护和检查,确保设备的正常运转。
四、其他问题1.电解液成分不稳定:可能是由于电解槽内的溶液浓度不稳定、电解液配制不当等原因引起的。
处理方法:定期检测电解液的成分,并根据需要进行调整和补充。
2.铜箔强度不达标:可能是由于电解液的复配配比不合理、电解温度过高等原因引起的。
处理方法:调整电解液的复配配比,优化工艺条件,控制电解温度在合理范围内。
3.气泡和缺陷:可能是由于电解槽内的电解液中含有杂质、电解温度设定不合理等原因引起的。
处理方法:加强电解液的过滤和净化工作,控制电解温度在合理范围内。
20Metallurgical smelting冶金冶炼电解铜箔残铜产生的原因分析和解决措施吴 鹏(江铜耶兹铜箔有限公司,江西 南昌 330029)摘 要:江铜耶兹铜箔有限公司在铜箔生产过程中出现切边不良、铜粉较多等问题,通过攻关切边铜粉质量,采取切边质量改进措施,并切刀与调整机架位置,实现生箔卷长及产品质量的显著提高,其在节约了人工成本的同时,提升了公司在市场上的核心竞争力。
关键词:电解铜箔;残铜;废箔;切边中图分类号:TG146.11 文献标识码:A 文章编号:11-5004(2021)22-0020-2 收稿日期:2021-11作者简介:吴鹏,男,生于1988年,江西南昌人,本科,研究方向:电化学、铜箔生产管理、铜箔表面处理。
电解铜箔是制造覆铜箔板(CCL)和印制电路板(PCB)的主要原料。
随着PCB 朝着多化、薄型化、高密度化、高速化方向发展,铜箔也朝着具有超薄、低轮廓、高强度、高延展性等高品质、高性能的方向发展。
为了满足这些要求,铜箔需要进行特殊的表面处理,即生箔经过一系列电解槽(每个电解槽都有不同的电解质溶液和独立的直流电源)处理后,获得符合一定要求的特殊性能(如抗剥离强度、耐高温性、防氧化性能等)的电解铜箔,这一过程称为表面处理。
电解铜箔按照表面处理方式分为单面处理铜箔、双面处理铜箔和涂胶铜箔。
铜箔铜粉、粒子、残铜在CCL 压合过程中易产生铜箔局部偏厚,蚀刻线路厚容易导致铜箔蚀刻不净的缺陷,造成线路板出现内部短路缺陷,致使整个板材报废,因此,业界内部PCB 和CCL 客户对残铜零容忍。
据统计,我国每年由于箔面残铜导致多家铜箔生产厂家被诉,江铜耶兹铜箔有限公司高度重视残铜类的风险,多次召开专题会议强调残铜管控措施,在残铜管控方面走在业内前列。
1 工艺流程简介江铜耶兹铜箔有限公司采用电解铜箔生产工艺,主要的生产工序包括如下:(1)溶铜工序:溶铜工序的功能是将铜线等铜原料进行溶解,形成硫酸铜溶液,为生箔工序提供足够的Cu 2+浓度。
铜箔表面处理过程产生的表面质量缺陷及对策(序2)[所属分类:专家讲座] [发布时间:2012-5-16] [发布人:任中文] [阅读次数:249] [返回](接上期)5.铜箔光面黑点(暗点)5.1 定义铜箔光面因粘贴上异物或受异物污染、腐蚀,呈现发暗的小点,叫光面黑点。
5.2判定判定方法:在日光灯下用肉眼宏观检查,黑点不明显的,颜色不太深的,不仔细看,看不出来的判为合格品;黑点轻微可见,但数量较少,黑点较小,总面积较小,不严重的判为二级品;黑点明显的,即使黑点较小,面积较小也判为废品。
即使黑点较小,但数量较多,或占有的面积较大判为废品。
5.3 危害影响铜箔表面质量,影响覆铜板表面质量,影响线路板贴膜质量。
5.4产生原因分析及解决方法(1)产生原因之一:阳极板上的溶解物和附着物的粘污酸性处理槽里的阳极板上的溶解物和附着物,在电解液的搅动下从阳极板上脱落下来,随着电解液的流动落在铜箔上,或落在下导辊上,当铜箔与导辊接触时,在导辊上的这些污物有的粘在铜箔上,铜箔上的污物有的粘在导辊上。
这些污物粘在铜箔上是一个黑点,粘在导辊上的污物在与铜箔接触时有的还是粘在铜箔上,铜箔上的污物在运行时也粘在导辊上。
随着铜箔运行,导辊每转一周,导辊上的污物就粘在铜箔上一些,直至把污物粘没有了才结束。
如果粘在导辊上的是固体颗粒,当铜箔与导辊接触上后,有颗粒的地方承受的压力大,一是能把铜箔硌出凹坑,二是使铜箔与颗粒接触非常紧密,接触点铜箔上没有溶液,在铜箔与导辊接触的这段时间里,该点受到腐蚀可能比其它地方较轻,该点与铜箔其它地方的腐蚀程度不一样,没有液的地方,因没有液膜保护,反而氧化发暗,使铜箔表面颜色深浅不一样,铜箔接触颗粒被硌着的地方可能是有凹坑的原因发暗,时间长了成为黑色氧化点。
解决方法;及时刷洗阳极板,极距小要适当加大,一般极距在80—100毫米左右,铅--银阳极可以用薄的过滤布包起来,定期清洗阳极板,更换过滤布。
最好采用铜粒可溶阳极,将铜粒装在钛筐里,随着铜粒的消耗,不断的装填补充。
电解铜箔生产常见问题及处理随着电子信息产业的发展,电子产品轻量化、集成化要求越来越高,电解铜箔作为电子行业的基础性材料,不仅对产品的抗拉强度、延伸率、抗剥离强度、防氧化性等物化性能指标提出了更高要求,而且要求铜箔微观晶粒组织和表面微观形貌结构更均匀精细。
电解铜箔生产工艺复杂,涉及专业广泛,生产过程既有机械电子设备又有电化学过程,分系统之间相互关联相互影响,相关技术大多是交叉、边缘学科,对处理实际生产中遇到的复杂问题缺乏成熟的理论支持。
本文通过对实际生产中常见问题的总结,提出了一些有参考价值的处理方法,希望能引起同行的注意和指正,引发更成熟的研究方法和处理方法。
1、溶液净化未处理箔(毛箔)的制造过程是铜箔生产中最关键的环节,绝大多数的物化性能指标与毛箔有着直接或间接的关系。
毛箔的电沉积过程离不开溶液,所以其溶液尤为重要,纯净无杂质、成分均匀稳定的毛箔溶液是生产高品质铜箔的必需条件。
实际生产中不可避免会有一些杂质通过原料铜、废箔、水、酸的加入和设备自身的磨损腐蚀进入到溶液中,因此生产中的溶液含有不溶性的微粒、可溶的离子分子基团和有机物等各种杂质,这些杂质大多数对铜箔品质有负面影响,应尽可能减少杂质进入溶液系统或采用有效方法把杂质控制在合理范围内。
不溶性微粒主要来源于原料铜的加入和废箔回用,活性炭和其它有机物吸附剂在使用中也会少量分解形成不溶性微粒。
在基箔电沉积过程中微粒夹杂于组织内或吸附于铜箔表面,造成箔面粗糙、针孔、渗透点等质量缺陷。
一般采用多级过滤的办法将微粒由大到小逐级过滤去除,过滤精度最高可以达到0. 5μm以内。
随着过滤层级的增加和过滤精度的提高溶液净化效果相应提高,铜箔组织的致密性和表面微观结构的细致性都明显优化,表现为延伸率、抗拉强度等指标的提高。
高度净化的基箔溶液是生产高品质铜箔前提条件之一。
增加过滤次数也是溶液净化的有效方法,通常循环过滤液量应为生产供液量的1.5倍以上。
提高溶液的净化,设备投入和运行费用会大幅增加,在净化工艺设计时要兼顾工艺性和经济性。
试述电解铜箔常见问题及解决方法
作者:何文龙
来源:《中国科技博览》2017年第03期
[摘要]电解铜箔自上世纪四十年代投入生产之后,先后应用于制造业、加工业、电子工业等,随着制造工艺的不断完善,从事电解铜箔生产制造的企业也开始尝试新的电解铜箔电解液的制造工艺流程。
基于此,本文通过对电解铜箔生产过程中常见质量问题分析,并提出了相应的问题解决对策,希望能对电解铜箔生产的同事有所帮助。
[关键词]电解铜箔;问题;对策
中图分类号:TN915 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2017)03-0032-01
1 导言
电解铜箔作为电子工业的基础材料之一,在电子行业中的应用十分广泛,对整个电子行业的发展有着十分重要的作用。
电解铜箔是合适的电解质溶液在一定的电流密度作用下,通过电沉积技术得到的金属铜沉积层,被广泛用于覆铜板(简称CCL)和印刷线路板(简称PCB)的生产。
铜箔是在生箔机上通过电沉积,以及控制阴极辊的转速得到不同厚度的产品的过程,在生产过程中会出现各种各样的问题。
2 电解铜箔发展史及国内外电解铜箔生产现状
电解铜箔的发展可分为三个发展期:发展起步期(1955-1970年),这一时期主要是印刷电路板用铜箔开始生产,厚度为70~100μm。
快速发展期(1970-2000年),这一时期18~35μm的铜箔出现在市场并且被日本的铜箔企业垄断。
发展成熟期(2000年至今),主要是生产3~5μm的铜箔并应用于电池,世界各国对此均有不同程度的研究进展。
近年来国内铜箔生产企业在铜箔生产工艺流程以及产品质量方面均有了很大改善,但与国际先进铜箔生产企业-日本相比还有相当大的差距。
我国的进口铜箔主要是高档铜箔,而出口铜箔中90%以上是低档铜箔。
对于技术含量和附加值较高的高密度互连板(简称HDI)内层用铜箔和柔性电路板(简称FPC)用铜箔,几乎都是从日本、韩国、台湾等地进口。
由于材料加工精度的原因,国内铜箔生产企业购置的生箔机在长时间连续运行后材料表面状况不佳导致铜箔品质下降。
对这些企业而言,为进一步提高和改善铜箔产品的性能品质,行之有效的方式就是研究改进电解铜箔的表面处理工艺。
3 电解铜箔常见的问题及对策
3.1 毛刺
毛刺是在生箔机上产生的,在收集辊上可以看到铜箔有凸点产生,有些毛刺甚至会穿过铜箔出现破洞现象,对于小毛刺,可以戴上多层手套用手感觉生箔机的收卷。
毛刺产生后如何解决?首先要检查添加剂是否有问题,环境温度高易造成添加剂变质,同时添加剂罐应按要求定期进行清理。
尤其夏天气温高时,应注意添加剂不要放置过久,以免变质,尽量采用多批次少量配置,减少配置好的添加剂的存放时间。
如果添加剂变质应立即更换添加剂,并对添加剂配制罐进行清理。
其次,适当加大添加剂的加入量,以浓度不变,增加单位时间的添加量。
取样检测一下电解液的氯离子含量是不是偏小,实际生产如果氯离子小于20PPM时,会有大量的毛刺产生。
毛刺的出现与上面几条有密切联系,掌握好这几点毛刺基本能解决好。
3.2 黑点
许多的生产厂家常被这个问题所困扰,生产的时候铜箔品质没有什么问题,但铜箔放置一段时间后,不知如何就有了黑点,有的厂家为了掩盖质量问题,把铜箔的光面也处理成黑色的,使铜箔的在外观质量上与其他厂家就拉开了差距。
黑点真的是黑的吗?如果把有黑点的铜箔放到放大镜下观察,就会发现实际上黑点不是黑的而是蓝色的,这是硫酸铜,吸引空气中的水分而成的。
铜箔形成黑点的主要原因如下:生箔时电解槽的电流很大,产生大量的气体。
加上有的厂家电解液温度控制也比较高,有的厂家会达到60度以上,热气流夹带大量的酸气和硫酸铜,一旦与铜箔表面接触,就会形成无法去掉的黑点。
针对黑点问题,首要是做好通风,生箔机产生的气体量随电流的提高而产生大量的气体,夹带的酸气和硫酸铜也比较多,经过一段运行后生箔机的通风管道会有大量的硫酸铜,造成管道堵塞,通风不畅,酸气从电解槽串出,挥发到铜箔上,因此生箔机的通风量一定要大,其次管道连接要平滑,面且要有一定的坡度,管道走的过程中不要有袋形。
往往很多厂家对管道设计重视不够,管道高低不平,不但增加通风阻力,还给日后生产带来不便。
而对生箔机的管道要定时清洗,最好的方法是用60度以上的热水洗,不但快而且效果好,省时省力。
冲洗的液可直接接入电解液的循环槽,不但可以保证管道畅通,还可以回收硫酸铜,达到节约成本的目的。
3.3 破洞和渗透
破洞很容易用肉眼观察到,出现破洞没有太多原因,主是毛刺和异物引起的,毛刺前已讲了解决方法,异物主要是环境卫生没有做好,只要加强管理就可以消除。
而铜箔的渗透是人的肉眼看不见的,要做到铜箔一个渗透点都比较难的,现在铜箔如果渗透点过多,会造成在高密度板中,线路断路,造成PCB板成品率下降,同时给最终的使用用户带来隐患。
渗透点不可消除,但可以控制到最少。
渗透的形成主要与铜的沉积过程有关,而这一过程又以添加剂的种类和加入方法有关。
电解铜箔时除了背景量外,会给各台生箔机另外加添加剂,添加剂是不导电的,而很多厂家只用一个添加剂罐,浓度高,许多厂家通过计量泵往各生箔加添加剂,而添加剂的分散和溶解需要一定的时间,电解液在管道的流速较快,常常使添加剂来不及分散溶解,冲到了生箔表面,从而形成渗透。
结束语
综上所述,随着电解铜箔市场的不断扩大,但是,目前所有铜箔企业均受制技术所限,在极为苛刻的设备及工艺环境下,铜箔产品易形成一系列质量问题,给企业及行业的发展造成很大的困难。
在电解铜箔电解液的制造过程中,相关工作人员要把控好原材料的质量,严格的控制操作流程,最主要的是在各辅助设计水平的高低上,好的设计可以让生产连续不断,产品质量均匀稳定,可靠性高。
并对产品进行严格的检验,保证铜箔产品能够符合制造的要求。
参考文献
[1] 陈程,李敏,李立清,赖学森,张莎莎,陈火平.高性能电解铜箔表面处理工艺研究进展[J].广州化工,2016,02:10-13.
[2] 余三宝.电解铜箔常见问题及解决方法[J].世界有色金属,2016,05:19-20.
[3] 王建智,樊斌锋,李应恩.电解铜箔花斑缺陷问题的研究[J].科技创新导报,2016,11:45-46.
[4] 樊斌锋,王建智,韩树华,张欣,何铁帅.电解铜箔的黑色化工艺[J].电镀与环保,2016,06:34-36.。