电解铜箔制造过程及其生产原理演示教学
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电解铜箔的制造方法一、前言电解铜箔是一种高纯度的铜箔,具有良好的导电性和热传递性能,广泛应用于电子、通讯、航空航天等领域。
本文将介绍电解铜箔的制造方法。
二、原材料准备1. 铜片:选用高纯度的电解铜片作为原材料,其纯度要求在99.95%以上。
2. 硝酸:用于清洗铜片表面,去除氧化物等杂质。
3. 氢氧化钠:用于调节电解液pH值。
4. 硫酸:作为电解液的主要成分之一,控制电流密度和温度等参数。
5. 氯化钠:作为电解液的次要成分之一,调节溶液浓度和稳定性。
三、生产工艺1. 清洗处理将铜片放入清洗槽中,在硝酸溶液中浸泡10-20分钟,去除表面氧化物和污垢。
然后用水冲洗干净,并在烘箱中烘干。
2. 电解过程将处理好的铜片放入电解槽中,与阴极相连。
电解槽中的电解液由硫酸和氯化钠组成,控制pH值在0.5-1.0之间。
通过外加电压,使铜离子在阴极上还原成纯铜,逐渐沉积在铜片表面。
同时,阳极上的铜原子被氧化成铜离子,维持电解液中的铜离子浓度。
3. 清洗处理将电解后的铜箔取出,放入清洗槽中,在氢氧化钠溶液中浸泡10-20分钟,调节pH值到7-8之间。
然后用水冲洗干净,并在烘箱中烘干。
4. 磨光处理将烘干后的铜箔放入磨光机中进行磨光处理,使其表面更加平滑光滑。
5. 检验质量对制造好的电解铜箔进行质量检验,包括检查其厚度、平整度、表面质量等指标是否符合要求。
四、注意事项1. 选用高纯度的原材料,并进行严格的清洗处理。
2. 控制电解液pH值和温度等参数,并定期检查和调整。
3. 严格控制电流密度,以防止铜箔表面出现气泡和不均匀沉积。
4. 磨光处理时要注意不要过度磨损,影响铜箔的厚度和平整度。
5. 对制造好的电解铜箔进行严格的质量检验,确保产品符合要求。
五、结论以上是电解铜箔的制造方法,通过严格的生产工艺和质量控制,可以制造出高质量的电解铜箔产品。
在实际生产中,还需要根据具体情况进行调整和改进。
电解铜箔制造工艺简介
电解铜箔是一种薄型无机金属,广泛用于电子、电气、通信等领域。
它具有良好的导电、导热和耐腐蚀性能,可用于制造线路板、互连器件和
电磁屏蔽材料等。
以下是电解铜箔的制造工艺简介。
首先,电解铜箔的制造过程从铜矿石提炼铜开始。
经过精炼和冶炼,
将矿石中的铜提取出来,并制成高纯度的铜体坯料。
这些铜体坯料通过加
热和轧制,经过多道次的轧制和退火,达到所需的厚度和规格。
这个过程中,铜的纯度、晶粒度和内应力得到控制,以保证铜箔的性能。
接下来,经过精轧和拉伸,将铜箔的厚度控制到所需的精度范围。
这
个过程中,需要使用特殊的轧机和拉伸机械,以控制铜箔的形状和平整度。
然后,通过电解的方法,将铜箔表面形成一层氧化铜保护膜。
电解过
程中,铜箔被浸泡在含有酸性溶液的电解槽中,通过电流的作用,在铜箔
表面形成均匀的氧化铜层。
这一层氧化铜保护膜可以保护铜箔免受腐蚀和
污染。
最后,对电解铜箔进行清洗和后处理。
清洗过程中,使用酸洗或电解
洗的方法,去除铜箔表面的污染物和氧化铜残留。
后处理包括压光、抛光
和裁切等步骤,以提高铜箔表面的光洁度和平整度,使其符合要求的规格。
总的来说,电解铜箔的制造工艺涉及铜矿石提炼、坯料加工、精轧和
拉伸、电解氧化、清洗和后处理等步骤。
这些步骤需要精确的控制和操作,以确保铜箔的质量和性能。
随着技术的进步,电解铜箔的制造工艺也在不
断改进,以满足越来越高的要求。
电解铜箔生产与技术讲座电解铜箔生产与技术讲座((/pd/ftb/index.php ) 第四篇、电解液与电解工艺(二)4.2 电解铜箔的性能与电沉积过程电解铜箔的主要性能是在铜箔电解过程中决定的。
铜箔性能与电解沉积层的结构紧密相联系,实际上人们正是通过控制不同的电解沉积条件来获得到晶态、微晶态甚至非晶态沉积层。
各种新的电解沉积技术如脉冲,反向脉冲技术的引入,粗晶沉积层可以被转化成细晶结构,甚至选择和控制固体微粒与沉积层基质共沉积可以得到复合表面处理层等来制造不同性能的铜箔产品。
作为一个电解铜箔技术人员,在生产管理和开发新产品的同时,不仅要熟悉铜箔具体的生产流程,而且还要加强生产工艺、铜箔产品性能在各种环境及状态下特性的诸多方面的研究和了解。
本章将着重阐述铜箔是如何在阴极上形成与影响铜箔质量的因素。
电解铜箔的形成,涉及到铜在阴极上的析出、氢在阴极上析出、其他金属离子共同析出以及阳极反应等方面的问题,如果要获得厚度与性能均匀的箔材,电流在阴极的分布、析出金属与阴极电流分布的关系等必须一并考虑。
4.2.1 铜在阴极上析出4.2.1.1电解沉积过程铜的电解沉积过程,是电解液中的铜离子借助外界直流电的作用直接还原为金属铜的过程。
金属铜离子还原析出形成金属铜的过程,并不象一般人们所想象的那样神秘,也不同于一些教科书所说的那样,在阴极发生Cu 2++2e=Cu,阳极发生H 20+ SO42-=H 2SO 4+02。
因为金属的电解沉积牵涉到新相的生成-电结晶步骤。
即使最简单溶液中的反应,也不是一步完成,而应包括若干连续步骤。
如:(1)铜的水化离子扩散到阴极表面;(2)水化铜离子,包括失去部分水化膜,使铜离子与电极表面足够接近,失水的铜离子中主体的价电子能级提高了,使之与阴极上费米能级的电子相近,为电子转移创造条件。
(3)铜离子在阴极放电还原,形成部分失水的吸附原子。
这是一种中间态离子,对于Cu 2+来说,这一过程由两阶段组成,第一步是Cu 2++e=Cu +,该步骤非常缓慢;第二步是Cu ++e=Cu,部分失水并与阴极快速交换电子的铜离子,可以认为电子出现在离子中和返回阴极中的概率大致相等,即这种中间态离子所带的电荷约为离子电荷的一半,因此有时也把它称之为吸附离子。
电解铜箔生产与技术讲座(四)(2)4.1 电解原理与电解液虽然由于应用铜箔制造企业不同,使得所生产出的电解铜箔在性能上各有特色,但制造工艺却基本一致。
即以电解铜或具有与电解铜同等纯度的电线废料为原料,将其在硫酸中溶解,制成硫酸铜溶液,以金属辊筒为阴极,通过电解反应连续地在阴极表面电解沉积上金属铜,同时连续地从阴极上剥离,这工艺称为生箔电解工艺。
最后从阴极上剥离的一面(光面)就是层压板或印刷线路板表面见到的一面,反面(第四篇、电解液与电解工艺(二)4.2 电解铜箔的性能与电沉积过程电解铜箔的主要性能是在铜箔电解过程中决定的。
铜箔性能与电解沉积层的结构紧密相联系,实际上人们正是通过控制不同的电解沉积条件来获得到晶态、微晶态甚至非晶态沉积层。
各种新的电解沉积技术如脉冲,反向脉冲技术的引入,粗晶沉积层可以被转化成细晶结构,甚至选择和控制固体微粒与沉积层基质共沉积可以得到复合表面处理层等来制造不同性能的铜箔产品。
作为一个电解铜箔技术人员,在生产管理和开发新产品的同时,不仅要熟悉铜箔具体的生产流程,而且还要加强生产工艺、铜箔产品性能在各种环境及状态下特性的诸多方面的研究和了解。
本章将着重阐述铜箔是如何在阴极上形成与影响铜箔质量的因素。
电解铜箔的形成,涉及到铜在阴极上的析出、氢在阴极上析出、其他金属离子共同析出以及阳极反应等方面的问题,如果要获得厚度与性能均匀的箔材,电流在阴极的分布、析出金属与阴极电流分布的关系等必须一并考虑。
4.2.1 铜在阴极上析出4.2.1.1电解沉积过程铜的电解沉积过程,是电解液中的铜离子借助外界直流电的作用直接还原为金属铜的过程。
金属铜离子还原析出形成金属铜的过程,并不象一般人们所想象的那样神秘,也不同于一些教科书所说的那样,在阴极发生Cu2++2e=Cu,阳极发生H20+ SO42-=H2SO4+02。
因为金属的电解沉积牵涉到新相的生成-电结晶步骤。
即使最简单溶液中的反应,也不是一步完成,而应包括若干连续步骤。
电解铜箔工艺1. 简介电解铜箔工艺是一种通过电解的方式在铜板上制备铜箔的工艺。
铜箔具有良好的导电性能和可塑性,广泛应用于电子、通信、能源等领域。
本文将详细介绍电解铜箔工艺的原理、工艺流程、设备和应用。
2. 原理电解铜箔工艺是利用电解溶液中的正离子在电场作用下向阴极(铜板)进行还原反应,从而在铜板上沉积出一层铜箔。
具体原理如下: 1. 准备电解液:电解液通常由含有铜离子的盐酸铜溶液组成。
2. 准备阳极和阴极:阳极通常由纯铜制成,阴极则是需要制备铜箔的铜板。
3. 构建电解槽:将阳极和阴极分别放置在电解槽中,保证它们不直接接触。
4. 施加电场:通过外部电源施加电压,使阳极与阴极之间形成电场。
5. 铜离子还原:在电场的作用下,铜离子从电解液中迁移到阴极表面,发生还原反应,沉积出铜箔。
6. 铜箔分离:经过一定时间的电解,铜箔逐渐增厚,可以采用机械或化学方法将铜箔与铜板分离。
3. 工艺流程电解铜箔工艺的主要流程包括: 1. 预处理:将需要制备铜箔的铜板进行清洗和去氧化处理,以保证表面的纯净度和光滑度。
2. 电解槽组装:根据需要制备的铜箔尺寸和数量,选择合适的电解槽进行组装,同时装入相应的阳极和阴极。
3. 电解操作:将清洗后的铜板放置在阴极位置,并加入电解液。
施加电场后,开始进行电解操作,控制电流密度和电解时间,以控制铜箔的厚度和质量。
4. 铜箔分离:经过一定时间的电解,铜箔逐渐增厚,可以采用机械或化学方法将铜箔与铜板分离。
5. 后处理:对分离出的铜箔进行清洗、干燥和切割,以得到符合要求的铜箔产品。
4. 设备电解铜箔工艺所需的主要设备包括: 1. 电解槽:用于容纳电解液和放置阳极和阴极的容器。
2. 电源:用于提供所需的电压和电流,以施加电场。
3. 控制系统:用于控制电源输出的电压和电流,以调节电解过程中的参数。
4. 清洗设备:用于清洗和去氧化处理铜板,以提高铜箔的质量。
5. 分离设备:用于将铜箔与铜板分离的机械或化学设备。
铜箔生产工艺金象铜箔有限公司技术部 2011.2.20主要内容引言铜箔分类电解铜箔制造工序电解铜箔后处理工序电解铜箔分切工序引言铜箔是锂离子电池及印制电路板中关键性的导电材料。
目前,我公司大部分的铜箔是用在锂离子电池负极材料上。
随着锂离子电池朝着高容量化、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(铜箔表面粗糙度为2μm以下)、高强度、高延展性等高品质高性能的方向发展,而其性能与铜箔结构及表面处理密切相关。
目前,先进的铜箔生产技术和铜箔表面处理技术都由美国和日本垄断。
铜箔分类按厚度可以分为厚铜箔(大于70μm)、常规厚度铜箔(大于18μm而小于70μm)、薄铜箔(大于12μm而小于18μm)、超薄铜箔(小于12μm);按表面状况可以分为单面处理铜箔(单面毛)、双面处理铜箔(双面粗)、光面处理铜箔(双面毛)、双面光铜箔(双光)和甚低轮廓铜箔(VLP铜箔)铜箔;按生产方式可分为电解铜箔和压延铜箔。
1、电解铜箔是由电解液中的铜离子在光滑旋转不锈钢板(或钛板)圆形阴极滚筒上沉积而成,铜箔紧贴阴极滚筒面的面称为光面,而另一面称为毛面。
2、压延铜箔一般是由铜锭做原材料,经热压、回火韧化、削垢、冷轧、连续韧化、酸洗、压延及脱脂干燥等工序制成。
压延铜箔与电解铜箔的比较压延铜箔表面更为平滑,且致密度较高,大多用于挠性印制电路板,压延铜箔为片状晶结构,在柔韧性方面要优于柱状织结构的电解铜箔,电解铜箔则主要应用于刚性印制电路板及锂电池制造中,在生产过程中电解铜箔比压延铜箔有较简化的生产流程,以及更低的生产成本,所以,如果在对铜箔韧性无特殊的情况,选用电解铜箔的较多。
电解铜箔工艺目前国内外大都采用辊式阴极、不溶性阳极以连续法生产电解铜箔:铜溶解的基本原理铜溶解过程是将处理好的铜料加入到溶铜槽内,铜料的表面积越大越好,铜料之间要有较小的缝隙,以增大反应面积。
加入一定数量的纯水和硫酸后,通入压缩空气进行氧化化合反应,生成硫酸铜溶液。
电解铜箔制造工艺简介
首先,原料准备包括从原材料准备到船放,从选料、料缸、磷酸钠洗涤到原料磨细和精炼等环节。
磷酸钠洗涤是用于清洗原料表面上的微小铁锈和有害物质的工序,磷酸钠洗涤液的制备主要是将植物油加强处理,使其具有盐溶性。
精炼原料的工序涉及将原料精炼洗涤后烧至熔融,然后向制成的电解槽中投料,降低灰分含量,使后续的电解反应更加顺畅。
接下来进入液体处理环节,主要包括酸洗、碱洗和高温洗涤等步骤。
酸洗和碱洗可清除原料表面的有害物质,并促进电解反应。
此外,高温洗涤可以拦截电解槽外来的污染物,减少铜箔材料表面的污染,降低原料的电阻率,增加铜箔材料的电阻率,从而提高性能。
电解槽准备包括按照要求制备接线杆,接线杆接通电路并安装温控装置,安装温度传感器,监控电解过程。
电解铜箔制造过程及其生产原理(一)电解铜箔制造工艺过程电解铜箔自20 世纪30 年末开始生产后,被用于电子工业,随着电子工业的发展,电解铜箔的品质在不断提高,其制造技术也在快速发展,各铜箔生产企业及相关研究单位对电解铜箔制造技术的研究也取得了相当大的进步,形成多家多种电解铜箔制造技术,各企业生产电解铜箔的关键技术千差万别,但无论关键技术及其具体工艺区别有多大,作为电解铜箔制造的工艺过程都大致包括电解液制备、原箔制造、表面处理、分切加工以及相关的检测控制、附属配备等工序。
基本工艺流程如图5-1-1 。
(二)电解液制备电解液制备是电解铜箔生产的第一道工序,主要就是将铜料溶解成硫酸溶液,并经一系列过滤净化,制备出成分合格、纯净度很高的电解液。
电解液质量的好坏,直接影响着铜箔产品品质的好坏,不但影响铜箔的内在质量,还影响铜箔外观质量。
因此,必须严格控制溶铜造液过程所用的原料辅料,还要严格控制电解液制备的生产设备和操作过程。
作为制备电解液过程,所用的原料有电解铜、裸铜线、铜元杆、铜米等。
要求原料含铜纯度必须达到99.95% 以上,铜料中各种杂质如Pb 、Fe、Ni 、As 、Sb 、AI 、S 及有机杂质等必须符合GB 4667-1997《电解阴极铜》国家标准中一号铜要求。
硫酸作为一种重要的材料,生产过程中必不可少,其质量也要达到国家标准化学纯级技术要求。
1.几种常见的电解液制备工艺流程(1)第一种流程(图5-1-2)(4) 第四种流程(图5-1-5 )2. 电解液制备过程上面仅列举了4 种有代表性的电解液制备工艺流程,除此之外,由于各铜箔生产企业技术水平、设备条件、配套能力等区别,以及生产铜箔档次要求的不同,在电解液制备循环方式上都有一定的区别。
虽然电解液循环方式不同,但其机理都是一样的,都包含有铜料溶解、有机物去除、固体颗粒过滤、温度调整、电解液成分调整等作用和目的。
首先将经过清洗的铜料及硫酸、去离子水加入到具有溶解能力的溶铜罐中,向罐内鼓人压缩空气,在加热(一般为50-90 t) 条件下,使铜发生氧化,生成的氧化铜与硫酸发生反应,生成硫酸铜水溶液,当溶解到一定cu2 + 浓度(一般为120 -150 gIL) 时,进入原液罐(或经过滤后再到原液罐),与制筒机回流的贫铜电解液(一般为70 -100 gIL) 混合,以使电解液成分符合工艺要求,然后再经过一系列活性炭过滤、机械过滤、温度调整等设备及过程后,把符合工艺要求的电解液送人制筒机(或称电解机组)进行原箱生产制造。
电解铜箔制造过程及其生产原理电解铜箔制造过程及其生产原理(一)电解铜箔制造工艺过程电解铜箔自20 世纪30 年末开始生产后,被用于电子工业,随着电子工业的发展,电解铜箔的品质在不断提高,其制造技术也在快速发展,各铜箔生产企业及相关研究单位对电解铜箔制造技术的研究也取得了相当大的进步,形成多家多种电解铜箔制造技术,各企业生产电解铜箔的关键技术千差万别,但无论关键技术及其具体工艺区别有多大,作为电解铜箔制造的工艺过程都大致包括电解液制备、原箔制造、表面处理、分切加工以及相关的检测控制、附属配备等工序。
基本工艺流程如图5-1-1 。
(二)电解液制备电解液制备是电解铜箔生产的第一道工序,主要就是将铜料溶解成硫酸溶液,并经一系列过滤净化,制备出成分合格、纯净度很高的电解液。
电解液质量的好坏,直接影响着铜箔产品品质的好坏,不但影响铜箔的内在质量,还影响铜箔外观质量。
因此,必须严格控制溶铜造液过程所用的原料辅料,还要严格控制电解液制备的生产设备和操作过程。
作为制备电解液过程,所用的原料有电解铜、裸铜线、铜元杆、铜米等。
要求原料含铜纯度必须达到99.95% 以上,铜料中各种杂质如Pb 、Fe、Ni 、As 、Sb 、AI 、S 及有机杂质等必须符合GB 4667-1997《电解阴极铜》国家标准中一号铜要求。
硫酸作为一种重要的材料,生产过程中必不可少,其质量也要达到国家标准化学纯级技术要求。
1.几种常见的电解液制备工艺流程(1)第一种流程(图5-1-2)(4) 第四种流程(图5-1-5 )2. 电解液制备过程上面仅列举了4 种有代表性的电解液制备工艺流程,除此之外,由于各铜箔生产企业技术水平、设备条件、配套能力等区别,以及生产铜箔档次要求的不同,在电解液制备循环方式上都有一定的区别。
虽然电解液循环方式不同,但其机理都是一样的,都包含有铜料溶解、有机物去除、固体颗粒过滤、温度调整、电解液成分调整等作用和目的。
首先将经过清洗的铜料及硫酸、去离子水加入到具有溶解能力的溶铜罐中,向罐内鼓人压缩空气,在加热(一般为50-90 t) 条件下,使铜发生氧化,生成的氧化铜与硫酸发生反应,生成硫酸铜水溶液,当溶解到一定cu2 + 浓度(一般为120 -150 gIL) 时,进入原液罐(或经过滤后再到原液罐),与制筒机回流的贫铜电解液(一般为70 -100 gIL) 混合,以使电解液成分符合工艺要求,然后再经过一系列活性炭过滤、机械过滤、温度调整等设备及过程后,把符合工艺要求的电解液送人制筒机(或称电解机组)进行原箱生产制造。
在实际生产过程中,电解液都是循环使用的,不断的从制循机中生产原筒,消耗电解液中的铜,而由溶铜罐不断溶铜,再经一系列过滤、温度调整、成分调整后,不断送人制筒机。
这其中,利用活性炭吸附掉电解液中的有机物(包括有机添加剂) ,机械过滤滤掉(截留)电解液中的固体颗粒物。
电解制备过程不但要保证电解液连续不断地循环,还要及时调整并控制好电解液成分(含铜、含硫酸浓度)、电解液温度、循环量匹配等技术指标。
3. 电解液制备主要工艺参数电解液工艺指标是一个非常重要的参数,在很大程度上决定着电解铜锚质量,决定着溶铜造液的能力和电解液制备所用的设备规格和数量,电解液各工艺指标之间不是独立的单一参数,而是相互制约,相互之间必须匹配。
表5-1-6 列举一些有代表性的工艺参数,供参考。
4. 电解液制备的辅助条件电解液制备所要具备的辅助配套条件包括:铜料处理、压缩空气供给、蒸汽供给以及硫酸和纯水的供给等。
(1)铜料处理前面提到作为电解铜箱生产所用的原料就是铜料,其中包括电解铜、裸铜线、铜元杆、铜米等。
其内在质量必须符合国家标准GB 467-1997《电解阴极铜》中一号铜对铜纯度及杂质的技术要求。
外观要求清洁无油、无有机物、无污物、无其他金属附带等各种有害物质。
生产的电解铜筒厚度越薄、档次越高,要求铜料的质量越高,尤其是要求杂质含量越低越好,铜纯度越高越好,附带的有机物越少越好。
铜料特别是电解铜在装入溶铜罐前要剪切成条状或块状,并且要经过碱洗、酸洗、水洗,以去除表面的油污、灰尘等杂物。
(2) 硫酸供给硫酸在电解铜箱生产过程中是一种消耗材料,其质量好坏会对铜筒外观及内在质量产生很大影响。
因此要选用硫酸国家标准中化学纯或分析纯级以上的品质,纯度>=95% 以上,特别是要确保无束,有害金属杂质不超标。
贮存硫酸的容器最好选用耐酸工程塑料或瓷类容器,最好不要采用碳钢或不锈钢。
(3) 压缩空气供给向溶铜罐内供给的压缩空气,主要作用有两个:一是供给氧气,以促使溶铜罐内有充足的氧,使铜氧化,达到铜溶解的目的;二是提供搅拌作用,促进溶铜罐内铜液流动,提高溶铜速度。
所用设备有两种:一是空气压缩机;二是罗茨风机,但无论采用哪种设备,都要求所产生的压缩空气必须元油,还要经过除油、除尘装置,以确保进入溶铜罐的压缩空气纯净。
(4) 纯水供给在电解铜锚生产的全过程都要用到纯水,作为电解液制备使用纯水,主要用于初始配液和生产中的液量消耗补充。
目前生产纯水的方式很多,如电渗析、反渗透、离子交换等。
作为电解铜箔生产用水,最好采用离子交换方式生产,使水的纯度很高,电导率很低,去除水中的导电离子。
所以铜筒生产应使用去离子水。
(5) 作为电解液制备还需要具备蒸汽供给能力,用于给溶铜罐内电解液加温,此外还必须具有引风装置,用于排放溶铜设备中所产生的酸雾。
5. 铜溶解基本原理电解液制备就是将预处理好的铜料投入到溶铜罐中,在硫酸水溶液(电解液)中,通入氧气,经过一系列氧化反应过程,最终形成硫酸铜水溶液,化学方程式如下:2Cu + O2 + 2H2S04=2CUS04 + 2H20该溶铜反应属固-液、固-气、液-气的多相反应。
反应速度与铜溶罐内铜量(确切说应该是铜表面积大小)、氧气供给量、电解液温度、反应物在铜料表面界面处的浓度都有重要关系,所以反应速度与反应物接近界面的速度和生成物离开界面的速度、以及界面两相反应的速度都有关系。
其中最慢的一步骤决定整个反应速度。
在多相反应中,扩散常常是最慢的步骤。
多相反应速度还与界面的性质、界面的几何形状、界面的表面积大小以及界面上有无新相生成有关。
作为铜溶解的过程,可以大致分为以下几个步骤:①反应物O2 、H2 S04 扩散到铜料表面;②反应物O2 、H2 S04 被铜料表面所吸附;③在铜料表面发生化学反应;④生成的CUS04 从铜料表面解吸;⑤生成的CUS04 通过扩散离开铜料与电解液界面。
上述过程中①、⑤两步是扩散过程,②、④两步是吸附过程,③是化学反应过程。
反应的实际速度一般情况下是由①、⑤扩散过程决定的。
铜料在溶铜罐中处在阳极电位,表面被处在氧和硫酸的阴极区域所包围,铜料给出电子、氧和硫酸在铜料表面处得到电子,使铜料表面电位高于本身和离子间的平衡电位。
即发生如下反应.可见,在铜料发生阳极溶解反应时,阴极发生两种去极化反应,一个是氢的去极化反应,另一个是氧的去极化反应。
因此,增大阴极去极化速度就能加快铜料溶解速度。
在实际生产过程中,为加快铜溶解速度须注意以下几点:①尽可能增大铜料表面积如将电解铜切成小块,使用裸铜线、铜元杆,最好使用铜米;②加大溶铜罐内的鼓风量其作用有二,一是供给足够的氧气,二是加强搅拌作用;③提高溶铜罐内温度有利于化学反应速度和扩散速度,但实验表明当温度达到85℃时,反应速度已经达到最大,所以在实际生产过程中,可以控制80-85℃;④合理布料就是比较合理地将铜料均匀地布置在溶铜罐中,使压缩空气及电解液都有比较理想的流动通道,有利于提高溶铜速度。
(三)原箔制造原箔制造是电解铜生产的一道关键工序,原箔就是成品电解铜的半成品,它决定了电解铜箔的大部分质量性能。
如铜箔致密度、抗拉强度、延伸率、铜纯度、质量电阻率、针孔渗透点等指标,而且还在很大程度上决定了后道工序表面处理质量的好坏,也是对上道工序电解液制备系统先进性和可靠性的检验。
1.原筒制造的基本过程原箔制造过程即是一种电解过程。
它是在一种专用电解设备中完成的。
它一般采用由专用铁材制作的铁质表面辐筒作为阴极辘,以含银1% 优质铅银合金(或者采用特殊涂层铁板)作为阳极,在阴阳极之间加入硫酸铜电解液,在直流电作用下,阴极辑上便有金属铜析出。
随着阴极辑的不断转动,铜不断地在辑面上析出,而不断地将析出的金属铜从辑面上剥离,再经水洗、烘干,缠绕成卷,这就形成了原筒。
调节不同的阴极辐转速,就生产出不同厚度的原筒。
2. 原宿制造主要工艺参数作为原箔制造过程中,各生产厂家采用的设备特别是阴极辑区别较大,工艺条件也有很大区别,因此,作为原宿制造的主要工艺参数也就有很大的区别,表5-1-7 列出几组有代表性的工艺参数供参考。
由此可以看出,各厂家工艺参数区别相当大,这是正常的。
但各参数之间都有一定的匹配关系,每个工艺参数的选择及其相互间的匹配关系,决定了原箔的质量优劣。
因此,各厂家也在不断地探索合适的工艺参数组合,以寻求最佳的质量和最高的生产效率。
3. 原宿制造的辅助条件作为原筒制造所要求的辅助条件,除了电解液制备及供给外,还需要具备直流供电,阴极辐研磨及电解槽引风、添加剂加入等条件。
(1)直流供电目前原宿制造所用直流电属于大电流低电压直流电,一般在1 000~50000A。
它由一套变压整流设备来提供。
而对制筒机供电的方式有两种:一种是多机串联供电,一种是单机供电,两种供电方式各有优缺点,但目前比较倾向于单机供电,因为它有利于单机操作及单机产品质量调整。
(2) 添加剂加入电解铜锚的一些特性,如抗拉强度、延伸率、毛面粗糙度、质量电阻率等指标在很大程度上取决于原锚的质量,而要使上述性能达到优良,除了必须供给高纯度的电解液外,还必须向电解液中加入必要的添加剂,如明胶、骨胶、硫服、聚乙烯醇、淀粉以及一些阴离子和金属盐类等。
一般只加入其中的一种或几种。
添加剂的加入方式有两种:一种是直接加入到电解液循环的整体系统中,称为系统加入法;另一种是在电解液进入制宿机前的管道中加入,称为单机加入法。
相比之下,单机加入法更好些,但无论采取哪种方式添加,都必须做到添加剂与电解液要充分均匀地温合。
(3)电解槽引风电解铜锚的生产,对环境的要求是非常严格的,除了对生产空间进行空气净化,调节温度湿度外,还必须对制借机电解槽进行良好的引风,以便使制循机在生产过程挥发的含有酸雾的气体不排人生产环境空间内,而直接被抽走。
被抽走的含酸气体,要经过酸雾净化设备分离出硫酸,使气体净化后再排入大气.(4) 阴极辑研磨阴极辑的表面质量直接影响电解铜宿光面质量及视觉效果,其研磨技术已成为电解铜筒生产的关键莓术之一。
在阴极辘研磨这个问题上,各生产厂家所采用的工艺方法很多,区别也很多,但总的来说,所使用的研磨材料有:各规格砂纸(布)、尼龙轮、尼龙刷轮、PYA 轮、研磨绒片、研磨绒盘、绒砂轮、绒片刷等。