一种pet复合铜箔卷的连续制备工艺
技术领域
1.本发明涉及铜箔卷制备技术领域，特别涉及一种pet复合铜箔卷的连续制备工艺。
背景技术：
2.随着新能源行业的深入发展，储能设备越来越受到行业的关注。铜箔是锂离子电池的负极集流材料，其成本占据了锂离子电池的5％-10％，锂离子电池的负极集流体要求具有较高的能量密度、较高的安全性能、较长的使用寿命以及轻量化，这也成为负极集流体的发展趋势。传统的电解铜箔作为负极集流材料，容易被电子击穿，另外电池由于外力原因受损导致热失控，阴阳室穿透易引起电池爆燃。而现有技术只能生产制备铜箔，pet铜箔的生产制备工艺还不成熟，只处于研发阶段。
3.中国专利cn214476458u公开了一种导电薄膜及锂离子电池，涉及导电薄膜制备技术领域；包括支撑层、第一金属层、第一薄膜、第二薄膜以及第三金属层；所述支撑层的上表面和下表面均镀有第一金属层，第一薄膜和第二薄膜分别复合在两个第一金属层的表面上；所述的第一薄膜和第二薄膜上设置有多个贯穿的圆形孔洞，且圆形孔洞的内壁上镀有横截面呈环形的第二金属层，第二金属层中心的孔洞内填充有阻燃层；所述的第一薄膜的外表面和第二薄膜的外表面均镀有第三金属层；能够防止电池过热燃烧，提高导电薄膜的导电性和拉伸强度。但该上述复合材料结构复杂，对工艺技术以及设备要求较高，难以连续制备。
技术实现要素：
4.为了克服上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种pet复合铜箔卷的连续制备工艺，通过将聚对苯二甲酸乙二醇酯(pet)作为载体材料，利用磁控溅射工艺，在其表面沉积一层均匀薄铜，并配制了pet复合铜箔电镀液，通过脉冲电镀，将pet复合铜箔的厚度增加，具有安全性高和轻量化的特点。
5.为了实现上述目的，本发明采取的技术方案为：
6.一种pet复合铜箔卷的连续制备工艺，包括以下步骤：
7.s1：在pet薄膜卷表面溅射铜，得到初级pet复合铜箔卷；
8.s2：将初级pet复合铜箔卷置于电解液中进行脉冲电镀，得到终级pet复合铜箔卷。
9.所述步骤s1的具体操作如下：pet薄膜卷在空气气氛下，采取功率为45-55w，压力为70-90pa进行等离子体处理，随后立即将表面经过等离子体处理的pet薄膜卷安装入磁控溅射真空室放卷辊中，采用多阴极真空磁控溅射仪在pet薄膜卷表面溅射铜。
10.所述pet薄膜卷表面在溅射铜时，真空室内的真空度为6*10-6-5*10-5
pa，溅射功率为30-50w，靶基间距为30-50mm，通过传动辊进入多阴极磁控溅射室，沉积时间为10-15min，经过收卷辊将初级pet复合铜箔收卷。
11.所述步骤s2中的电解液的制备方法是：将每l电解液中的浓度为150-200g/l的主盐五水合硫酸铜与每l电解液中的浓度为20-45g/l的络合剂六亚甲基四胺在温度为25-36
℃的去离子水溶剂中搅拌溶解，接着依次加入每l电解液中的浓度为40-50g/l的主光亮剂二硫苯并咪唑、每l电解液中的浓度为10-15g/l的辅助光亮剂丙基磺酸钠、每l电解液中的浓度为2.5-4.5ml/l的整平剂3-乙基-3-己烯-2,5-二醇和每l电解液中的浓度为5-10g/l的晶粒细化剂苯基二硫丙烷磺酸钠，充分搅拌防止聚沉，最后加入每l电解液中的浓度为20-50g/l的导电剂磷酸钠和每l电解液中的浓度为20-30ml/l的ph调节剂磷酸，调节ph值为3.5-4.5。
12.所述步骤s2的具体操作如下：将初级pet复合铜箔卷安装入释放辊中，进行流程为化学除油-水洗-电化学除油-水洗-活化-预镀铜-脉冲电镀铜的电镀工艺处理，其中化学除油中清洗剂采用质量浓度为10％-20％的碳酸钠溶液和质量浓度为12-18％的硅酸钠混合碱性除油剂，清洗时间为5-10min；水洗均采用纯水涮洗；电化学除油采用质量浓度为10-20％的氢氧化钠和质量浓度为5％-10％的碳酸钠混合碱性除油剂，并添加质量浓度为2％-5％op乳化剂，时间为8-10min；活化采用质量浓度95％盐酸，活化时间为2-5min；预镀铜采用质量分数为20％-30％的氯化铜和质量分数为20％-30％的盐酸，温度为5-40℃，预镀时间为10-15min；脉冲电镀铜工艺中，电镀槽的温度为20-36℃，脉冲电镀电流密度为3-8a/dm2，占空比为0.7-0.85，t
正向电流
为0.5-1ms，t
反向电流
为0.3-0.8ms，t
电镀周期
为5-6min，电镀结束后，经收卷辊收集终极pet复合铜箔。
13.槽液每消耗75g/l的五水合硫酸铜，则需要相应增加六亚甲基四胺的浓度至10.5g/l。
14.与现有技术相比，本发明的优点为：
15.一种pet复合铜箔卷的连续制备工艺，采用cu-pet-cu的夹层复合结构，实现了从pet薄膜卷的预处理到磁控溅射工艺再到脉冲电镀的pet铜箔卷的连续制备，制备过程稳定可控，该复合结构的厚度可以做到6.5-7.5μm，突破了现有技术中主流量产的pet复合铜箔的厚度为10μm铜箔的局限；采用脉冲电镀工艺，减小了电镀液的浓差极化，降低了镀层内应力和孔隙率，pet复合铜箔厚度均匀性保持在0.05μm的公差范围内，且其抗拉强度与传统的铜箔相当，但却具有更优异的弯曲强度，弯曲强度可达160-170kpa；由于pet是良好的电绝缘体，本发明将pet作为支撑材料，采用多阴极真空磁控溅射仪在其两面电镀铜，从而制备pet复合铜箔，可有效防止电子击穿，并且用pet取代部分铜，能够提高材料的柔性，同时使得该复合材料具有更轻的质量，具有安全性高和轻量化的特点。
16.本发明通过优化设计磁控溅射工艺，进一步通过优化磁控溅射前处理、真空度、溅射功率、靶间基距和沉积时间，解决了铜在pet上的金属化；通过优化设计脉冲电镀工艺，进一步通过研发脉冲电镀镀液体系，优化脉冲电镀的电流密度、占空比、以及脉冲电镀周期，实现了pet金属化后的稳定镀铜。
具体实施方式
17.下面结合实施例对本发明作进一步详细说明。
18.显然，本发明所描述的实施例仅代表本发明一部分实施例，而不代表全部的实施例。基于本发明中的实施例，本文所阐述的都是本领域常用的技术术语与技术人员通常理解相同，都属于本发明保护的范围。
19.一种pet复合铜箔卷的连续制备工艺，包括以下步骤：
20.s1：在pet薄膜卷表面溅射铜，得到初级pet复合铜箔卷；
21.s2：将初级pet复合铜箔卷置于电解液中进行脉冲电镀，得到终级pet复合铜箔卷。
22.所述步骤s1的具体操作如下：pet薄膜卷在空气气氛下，采取功率为45-55w，压力为70-90pa进行等离子体处理，随后立即将表面经过等离子体处理的pet薄膜卷安装入磁控溅射真空室放卷辊中，采用多阴极真空磁控溅射仪在pet薄膜卷表面溅射铜。
23.所述pet薄膜卷表面在溅射铜时，真空室内的真空度为6*10-6-5*10-5
pa，溅射功率为30-50w，靶基间距为30-50mm，通过传动辊进入多阴极磁控溅射室，沉积时间为10-15min，经过收卷辊将初级pet复合铜箔收卷。
24.所述步骤s2中的电解液的制备方法是：将每l电解液中的浓度为150-200g/l的主盐五水合硫酸铜与每l电解液中的浓度为20-45g/l的络合剂六亚甲基四胺在温度为25-36℃的去离子水溶剂中搅拌溶解，铜离子与胺基形成稳定的配位化合物，使得铜离子在电镀溶液中分散均匀，并且提高了还原离子的还原活化能；接着依次加入每l电解液中的浓度为40-50g/l的主光亮剂二硫苯并咪唑、每l电解液中的浓度为10-15g/l的辅助光亮剂丙基磺酸钠、每l电解液中的浓度为2.5-4.5ml/l的整平剂3-乙基-3-己烯-2,5-二醇和每l电解液中的浓度为5-10g/l的晶粒细化剂苯基二硫丙烷磺酸钠，充分搅拌防止聚沉，最后加入每l电解液中的浓度为20-50g/l的导电剂磷酸钠和每l电解液中的浓度为20-30ml/l的ph调节剂磷酸，调节ph值为3.5-4.5。
25.所述步骤s2的具体操作如下：将初级pet复合铜箔卷安装入释放辊中，进行流程为化学除油-水洗-电化学除油-水洗-活化-预镀铜-脉冲电镀铜的电镀工艺处理，其中化学除油中清洗剂采用质量浓度为10％-20％的碳酸钠溶液和质量浓度为12-18％的硅酸钠混合碱性除油剂，清洗时间为5-10min；水洗均采用纯水涮洗；电化学除油采用质量浓度为10％-20％的氢氧化钠和质量浓度为5％-10％的碳酸钠混合碱性除油剂，并添加体积分数2％-5％op乳化剂，时间为8-10min；活化采用质量浓度95％盐酸，活化时间为2-5min；预镀铜采用质量分数为20％-30％的氯化铜和质量分数为20％-30％的盐酸，温度为5-40℃，预镀时间为10-15min；脉冲电镀铜工艺中电镀槽的温度为20-36℃，脉冲电镀电流密度为3-8a/dm2，占空比为0.7-0.85，t
正向电流
为0.5-1ms，t
反向电流
为0.3-0.8ms，t
电镀周期
为5-6min，电镀结束后，经收卷辊收集终极pet复合铜箔。
26.为了控制槽液中主盐铜离子稳定性，可通过添加高质量等级的五水合硫酸铜与六亚甲基四胺来实现，槽液每消耗75g/l的五水合硫酸铜，则需要相应增加六亚甲基四胺的浓度至10.5g/l。
27.实施例1
28.一种pet复合铜箔卷的连续制备工艺，包括以下步骤：
29.s1：在pet薄膜卷表面溅射铜，得到初级pet复合铜箔卷；
30.s2：将初级pet复合铜箔卷置于电解液中进行脉冲电镀，得到终级pet复合铜箔卷。
31.所述步骤s1的具体操作如下：pet薄膜卷在空气气氛下，采取功率为45w，压力为70pa进行等离子体处理，随后立即将表面经过等离子体处理的pet薄膜卷安装入磁控溅射真空室放卷辊中，采用多阴极真空磁控溅射仪在pet薄膜卷表面溅射铜。
32.所述pet薄膜卷表面在溅射铜时，真空室内的真空度为6*10-6
pa，溅射功率为30w，靶基间距为30mm，通过传动辊进入多阴极磁控溅射室，沉积时间为10min，经过收卷辊将初
级pet复合铜箔收卷。
33.所述步骤s2中的电解液的制备方法是：将每l电解液中的浓度为150g/l的主盐五水合硫酸铜与每l电解液中的浓度为20g/l的络合剂六亚甲基四胺在25℃的去离子水溶剂中搅拌溶解，接着依次加入每l电解液中的浓度为40g/l的主光亮剂二硫苯并咪唑、每l电解液中的浓度为40g/l的辅助光亮剂丙基磺酸钠、每l电解液中的浓度为2.5ml/l的整平剂3-己烯-2,5-二醇和每l电解液中的浓度为5g/l的晶粒细化剂苯基二硫丙烷磺酸钠，充分搅拌防止聚沉，最后加入每l电解液中的浓度为20g/l的导电剂磷酸钠和每l电解液中的浓度为20ml/l的ph调节剂磷酸，调节ph值为3.5。
34.所述步骤s2的具体操作如下：将初级pet复合铜箔卷安装入释放辊中，进行流程为化学除油-水洗-电化学除油-水洗-活化-预镀铜-脉冲电镀铜的电镀工艺处理，其中化学除油中清洗剂采用质量浓度为10％的碳酸钠溶液和质量浓度为12％的硅酸钠混合碱性除油剂，清洗时间为5min；水洗均采用纯水涮洗；电化学除油采用质量浓度为10％的氢氧化钠和浓度为5％的碳酸钠混合碱性除油剂，并添加质量浓度为2％op乳化剂，时间为8min；活化采用质量浓度95％盐酸，活化时间为5min；预镀铜采用质量分数为20％-30％的氯化铜和质量分数为20％的盐酸，温度为5℃，预镀时间为10min；脉冲电镀铜工艺中电镀槽的温度为20℃，脉冲电镀电流密度为3a/dm2，占空比为0.7，t
正向电流
为0.5ms，t
反向电流
为0.3ms，t
电镀周期
为5min，电镀结束后，经收卷辊收集终极pet复合铜箔。
35.本实施例制备的pet复合铜箔卷的复合结构的厚度为6μm，厚度误差控制在0.05μm，弯曲强度为170kpa，同时比传统的铜箔质量轻、安全性高。
36.实施例2
37.一种pet复合铜箔卷的连续制备工艺，包括以下步骤：
38.s1：在pet薄膜卷表面溅射铜，得到初级pet复合铜箔卷；
39.s2：将初级pet复合铜箔卷置于电解液中进行脉冲电镀，得到终级pet复合铜箔卷。
40.所述步骤s1的具体操作如下：pet薄膜卷在空气气氛下，采取功率50w，压力为80pa进行等离子体处理，随后立即将表面经过等离子体处理的pet薄膜卷安装入磁控溅射真空室放卷辊中，采用多阴极真空磁控溅射仪在pet薄膜卷表面溅射铜。
41.所述pet薄膜卷表面在溅射铜时，真空室内的真空度为9*10-6
pa，溅射功率为35w，靶基间距为45mm，通过传动辊进入多阴极磁控溅射室，沉积时间为12min，经过收卷辊将初级pet复合铜箔收卷。
42.所述步骤s2中的电解液的制备方法是：将每l电解液中的浓度为180g/l的主盐五水合硫酸铜与每l电解液中的浓度为30g/l的络合剂六亚甲基四胺在30℃的去离子水溶剂中搅拌溶解，接着依次加入每l电解液中的浓度为50g/l的主光亮剂二硫苯并咪唑、每l电解液中的浓度为12g/l的辅助光亮剂丙基磺酸钠、每l电解液中的浓度为3ml/l的整平剂3-己烯-2,5-二醇和每l电解液中的浓度为8g/l的晶粒细化剂苯基二硫丙烷磺酸钠，充分搅拌防止聚沉，最后加入每l电解液中的浓度为30g/l的导电剂磷酸钠和每l电解液中的浓度为25ml/l的ph调节剂磷酸，调节ph值为4。
43.所述步骤s2的具体操作如下：将初级pet复合铜箔卷安装入释放辊中，进行流程为化学除油-水洗-电化学除油-水洗-活化-预镀铜-脉冲电镀铜的电镀工艺处理，其中化学除油中清洗剂采用质量浓度为15％的碳酸钠溶液和质量浓度为15％的硅酸钠混合碱性除油
剂，清洗时间为7min；水洗均采用纯水涮洗；电化学除油采用质量浓度为10％的氢氧化钠和质量浓度为5％的碳酸钠混合碱性除油剂，并添加质量浓度为3％op乳化剂，时间为9min；活化采用质量浓度95％盐酸，活化时间为3min；预镀铜采用质量分数为25％的氯化铜和质量分数为25％的盐酸，温度为20℃，预镀时间为12min；脉冲电镀铜工艺中电镀槽的温度为30℃，脉冲电镀电流密度为6a/dm2，占空比为0.8，t
正向电流
为0.8ms，t
反向电流
为0.5ms，t
电镀周期
为6min，电镀结束后，经收卷辊收集终极pet复合铜箔。
44.本实施例制备的pet复合铜箔卷的复合结构的厚度为6μm，厚度误差控制在0.05μm，弯曲强度为165kpa，同时比传统的铜箔质量轻、安全性高。
45.实施例3
46.一种pet复合铜箔卷的连续制备工艺，包括以下步骤：
47.s1：在pet薄膜卷表面溅射铜，得到初级pet复合铜箔卷；
48.s2：将初级pet复合铜箔卷置于电解液中进行脉冲电镀，得到终级pet复合铜箔卷。
49.所述步骤s1的具体操作如下：pet薄膜卷在空气气氛下，采取功率为55w，压力为90pa进行等离子体处理，随后立即将表面经过等离子体处理的pet薄膜卷安装入磁控溅射真空室放卷辊中，采用多阴极真空磁控溅射仪在pet薄膜卷表面溅射铜。
50.所述pet薄膜卷表面在溅射铜时，真空室内的真空度为5*10-5
pa，溅射功率为45w，靶基间距为50mm，通过传动辊进入多阴极磁控溅射室，沉积时间为15min，经过收卷辊将初级pet复合铜箔收卷。
51.所述步骤s2中的电解液的制备方法是：将每l电解液中的浓度为200g/l的主盐五水合硫酸铜与每l电解液中的浓度为45g/l的络合剂六亚甲基四胺在36℃的去离子水溶剂中搅拌溶解，接着依次加入每l电解液中的浓度为50g/l的主光亮剂二硫苯并咪唑、每l电解液中的浓度为15g/l的辅助光亮剂丙基磺酸钠、每l电解液中的浓度为4.5ml/l的整平剂3-己烯-2,5-二醇和每l电解液中的浓度为10g/l晶粒细化剂苯基二硫丙烷磺酸钠，充分搅拌防止聚沉，最后加入每l电解液中的浓度为50g/l的导电剂磷酸钠和每l电解液中的浓度为30ml/l的ph调节剂磷酸，调节ph值为4.5。
52.所述步骤s2的具体操作如下：将初级pet复合铜箔卷安装入释放辊中，进行流程为化学除油-水洗-电化学除油-水洗-活化-预镀铜-脉冲电镀铜的电镀工艺处理，其中化学除油中清洗剂采用质量浓度为20％的碳酸钠溶液和质量浓度为18％的硅酸钠混合碱性除油剂，清洗时间为10min；水洗均采用纯水涮洗；电化学除油采用质量浓度为10％的氢氧化钠和浓度为5％的碳酸钠混合碱性除油剂，并添加质量浓度为5％op乳化剂，时间为8-10min；活化采用质量浓度95％盐酸，活化时间为2min；预镀铜采用质量分数为30％的氯化铜和质量分数为30％的盐酸，温度为40℃，预镀时间为15min；脉冲电镀铜工艺中电镀槽的温度为36℃，脉冲电镀电流密度为8a/dm2，占空比为0.85，t
正向电流
为1ms，t
反向电流
为0.8ms，t
电镀周期
为6min，电镀结束后，经收卷辊收集终极pet复合铜箔。
53.本实施例制备的pet复合铜箔卷的复合结构的厚度为7.5μm，厚度误差控制在0.05μm，弯曲强度为160kpa，同时比传统的铜箔质量轻、安全性高。
技术领域
1.本发明涉及铜箔卷制备技术领域，特别涉及一种pet复合铜箔卷的连续制备工艺。
背景技术：
2.随着新能源行业的深入发展，储能设备越来越受到行业的关注。铜箔是锂离子电池的负极集流材料，其成本占据了锂离子电池的5％-10％，锂离子电池的负极集流体要求具有较高的能量密度、较高的安全性能、较长的使用寿命以及轻量化，这也成为负极集流体的发展趋势。传统的电解铜箔作为负极集流材料，容易被电子击穿，另外电池由于外力原因受损导致热失控，阴阳室穿透易引起电池爆燃。而现有技术只能生产制备铜箔，pet铜箔的生产制备工艺还不成熟，只处于研发阶段。
3.中国专利cn214476458u公开了一种导电薄膜及锂离子电池，涉及导电薄膜制备技术领域；包括支撑层、第一金属层、第一薄膜、第二薄膜以及第三金属层；所述支撑层的上表面和下表面均镀有第一金属层，第一薄膜和第二薄膜分别复合在两个第一金属层的表面上；所述的第一薄膜和第二薄膜上设置有多个贯穿的圆形孔洞，且圆形孔洞的内壁上镀有横截面呈环形的第二金属层，第二金属层中心的孔洞内填充有阻燃层；所述的第一薄膜的外表面和第二薄膜的外表面均镀有第三金属层；能够防止电池过热燃烧，提高导电薄膜的导电性和拉伸强度。但该上述复合材料结构复杂，对工艺技术以及设备要求较高，难以连续制备。
技术实现要素：
4.为了克服上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种pet复合铜箔卷的连续制备工艺，通过将聚对苯二甲酸乙二醇酯(pet)作为载体材料，利用磁控溅射工艺，在其表面沉积一层均匀薄铜，并配制了pet复合铜箔电镀液，通过脉冲电镀，将pet复合铜箔的厚度增加，具有安全性高和轻量化的特点。
5.为了实现上述目的，本发明采取的技术方案为：
6.一种pet复合铜箔卷的连续制备工艺，包括以下步骤：
7.s1：在pet薄膜卷表面溅射铜，得到初级pet复合铜箔卷；
8.s2：将初级pet复合铜箔卷置于电解液中进行脉冲电镀，得到终级pet复合铜箔卷。
9.所述步骤s1的具体操作如下：pet薄膜卷在空气气氛下，采取功率为45-55w，压力为70-90pa进行等离子体处理，随后立即将表面经过等离子体处理的pet薄膜卷安装入磁控溅射真空室放卷辊中，采用多阴极真空磁控溅射仪在pet薄膜卷表面溅射铜。
10.所述pet薄膜卷表面在溅射铜时，真空室内的真空度为6*10-6-5*10-5
pa，溅射功率为30-50w，靶基间距为30-50mm，通过传动辊进入多阴极磁控溅射室，沉积时间为10-15min，经过收卷辊将初级pet复合铜箔收卷。
11.所述步骤s2中的电解液的制备方法是：将每l电解液中的浓度为150-200g/l的主盐五水合硫酸铜与每l电解液中的浓度为20-45g/l的络合剂六亚甲基四胺在温度为25-36
℃的去离子水溶剂中搅拌溶解，接着依次加入每l电解液中的浓度为40-50g/l的主光亮剂二硫苯并咪唑、每l电解液中的浓度为10-15g/l的辅助光亮剂丙基磺酸钠、每l电解液中的浓度为2.5-4.5ml/l的整平剂3-乙基-3-己烯-2,5-二醇和每l电解液中的浓度为5-10g/l的晶粒细化剂苯基二硫丙烷磺酸钠，充分搅拌防止聚沉，最后加入每l电解液中的浓度为20-50g/l的导电剂磷酸钠和每l电解液中的浓度为20-30ml/l的ph调节剂磷酸，调节ph值为3.5-4.5。
12.所述步骤s2的具体操作如下：将初级pet复合铜箔卷安装入释放辊中，进行流程为化学除油-水洗-电化学除油-水洗-活化-预镀铜-脉冲电镀铜的电镀工艺处理，其中化学除油中清洗剂采用质量浓度为10％-20％的碳酸钠溶液和质量浓度为12-18％的硅酸钠混合碱性除油剂，清洗时间为5-10min；水洗均采用纯水涮洗；电化学除油采用质量浓度为10-20％的氢氧化钠和质量浓度为5％-10％的碳酸钠混合碱性除油剂，并添加质量浓度为2％-5％op乳化剂，时间为8-10min；活化采用质量浓度95％盐酸，活化时间为2-5min；预镀铜采用质量分数为20％-30％的氯化铜和质量分数为20％-30％的盐酸，温度为5-40℃，预镀时间为10-15min；脉冲电镀铜工艺中，电镀槽的温度为20-36℃，脉冲电镀电流密度为3-8a/dm2，占空比为0.7-0.85，t
正向电流
为0.5-1ms，t
反向电流
为0.3-0.8ms，t
电镀周期
为5-6min，电镀结束后，经收卷辊收集终极pet复合铜箔。
13.槽液每消耗75g/l的五水合硫酸铜，则需要相应增加六亚甲基四胺的浓度至10.5g/l。
14.与现有技术相比，本发明的优点为：
15.一种pet复合铜箔卷的连续制备工艺，采用cu-pet-cu的夹层复合结构，实现了从pet薄膜卷的预处理到磁控溅射工艺再到脉冲电镀的pet铜箔卷的连续制备，制备过程稳定可控，该复合结构的厚度可以做到6.5-7.5μm，突破了现有技术中主流量产的pet复合铜箔的厚度为10μm铜箔的局限；采用脉冲电镀工艺，减小了电镀液的浓差极化，降低了镀层内应力和孔隙率，pet复合铜箔厚度均匀性保持在0.05μm的公差范围内，且其抗拉强度与传统的铜箔相当，但却具有更优异的弯曲强度，弯曲强度可达160-170kpa；由于pet是良好的电绝缘体，本发明将pet作为支撑材料，采用多阴极真空磁控溅射仪在其两面电镀铜，从而制备pet复合铜箔，可有效防止电子击穿，并且用pet取代部分铜，能够提高材料的柔性，同时使得该复合材料具有更轻的质量，具有安全性高和轻量化的特点。
16.本发明通过优化设计磁控溅射工艺，进一步通过优化磁控溅射前处理、真空度、溅射功率、靶间基距和沉积时间，解决了铜在pet上的金属化；通过优化设计脉冲电镀工艺，进一步通过研发脉冲电镀镀液体系，优化脉冲电镀的电流密度、占空比、以及脉冲电镀周期，实现了pet金属化后的稳定镀铜。
具体实施方式
17.下面结合实施例对本发明作进一步详细说明。
18.显然，本发明所描述的实施例仅代表本发明一部分实施例，而不代表全部的实施例。基于本发明中的实施例，本文所阐述的都是本领域常用的技术术语与技术人员通常理解相同，都属于本发明保护的范围。
19.一种pet复合铜箔卷的连续制备工艺，包括以下步骤：
20.s1：在pet薄膜卷表面溅射铜，得到初级pet复合铜箔卷；
21.s2：将初级pet复合铜箔卷置于电解液中进行脉冲电镀，得到终级pet复合铜箔卷。
22.所述步骤s1的具体操作如下：pet薄膜卷在空气气氛下，采取功率为45-55w，压力为70-90pa进行等离子体处理，随后立即将表面经过等离子体处理的pet薄膜卷安装入磁控溅射真空室放卷辊中，采用多阴极真空磁控溅射仪在pet薄膜卷表面溅射铜。
23.所述pet薄膜卷表面在溅射铜时，真空室内的真空度为6*10-6-5*10-5
pa，溅射功率为30-50w，靶基间距为30-50mm，通过传动辊进入多阴极磁控溅射室，沉积时间为10-15min，经过收卷辊将初级pet复合铜箔收卷。
24.所述步骤s2中的电解液的制备方法是：将每l电解液中的浓度为150-200g/l的主盐五水合硫酸铜与每l电解液中的浓度为20-45g/l的络合剂六亚甲基四胺在温度为25-36℃的去离子水溶剂中搅拌溶解，铜离子与胺基形成稳定的配位化合物，使得铜离子在电镀溶液中分散均匀，并且提高了还原离子的还原活化能；接着依次加入每l电解液中的浓度为40-50g/l的主光亮剂二硫苯并咪唑、每l电解液中的浓度为10-15g/l的辅助光亮剂丙基磺酸钠、每l电解液中的浓度为2.5-4.5ml/l的整平剂3-乙基-3-己烯-2,5-二醇和每l电解液中的浓度为5-10g/l的晶粒细化剂苯基二硫丙烷磺酸钠，充分搅拌防止聚沉，最后加入每l电解液中的浓度为20-50g/l的导电剂磷酸钠和每l电解液中的浓度为20-30ml/l的ph调节剂磷酸，调节ph值为3.5-4.5。
25.所述步骤s2的具体操作如下：将初级pet复合铜箔卷安装入释放辊中，进行流程为化学除油-水洗-电化学除油-水洗-活化-预镀铜-脉冲电镀铜的电镀工艺处理，其中化学除油中清洗剂采用质量浓度为10％-20％的碳酸钠溶液和质量浓度为12-18％的硅酸钠混合碱性除油剂，清洗时间为5-10min；水洗均采用纯水涮洗；电化学除油采用质量浓度为10％-20％的氢氧化钠和质量浓度为5％-10％的碳酸钠混合碱性除油剂，并添加体积分数2％-5％op乳化剂，时间为8-10min；活化采用质量浓度95％盐酸，活化时间为2-5min；预镀铜采用质量分数为20％-30％的氯化铜和质量分数为20％-30％的盐酸，温度为5-40℃，预镀时间为10-15min；脉冲电镀铜工艺中电镀槽的温度为20-36℃，脉冲电镀电流密度为3-8a/dm2，占空比为0.7-0.85，t
正向电流
为0.5-1ms，t
反向电流
为0.3-0.8ms，t
电镀周期
为5-6min，电镀结束后，经收卷辊收集终极pet复合铜箔。
26.为了控制槽液中主盐铜离子稳定性，可通过添加高质量等级的五水合硫酸铜与六亚甲基四胺来实现，槽液每消耗75g/l的五水合硫酸铜，则需要相应增加六亚甲基四胺的浓度至10.5g/l。
27.实施例1
28.一种pet复合铜箔卷的连续制备工艺，包括以下步骤：
29.s1：在pet薄膜卷表面溅射铜，得到初级pet复合铜箔卷；
30.s2：将初级pet复合铜箔卷置于电解液中进行脉冲电镀，得到终级pet复合铜箔卷。
31.所述步骤s1的具体操作如下：pet薄膜卷在空气气氛下，采取功率为45w，压力为70pa进行等离子体处理，随后立即将表面经过等离子体处理的pet薄膜卷安装入磁控溅射真空室放卷辊中，采用多阴极真空磁控溅射仪在pet薄膜卷表面溅射铜。
32.所述pet薄膜卷表面在溅射铜时，真空室内的真空度为6*10-6
pa，溅射功率为30w，靶基间距为30mm，通过传动辊进入多阴极磁控溅射室，沉积时间为10min，经过收卷辊将初
级pet复合铜箔收卷。
33.所述步骤s2中的电解液的制备方法是：将每l电解液中的浓度为150g/l的主盐五水合硫酸铜与每l电解液中的浓度为20g/l的络合剂六亚甲基四胺在25℃的去离子水溶剂中搅拌溶解，接着依次加入每l电解液中的浓度为40g/l的主光亮剂二硫苯并咪唑、每l电解液中的浓度为40g/l的辅助光亮剂丙基磺酸钠、每l电解液中的浓度为2.5ml/l的整平剂3-己烯-2,5-二醇和每l电解液中的浓度为5g/l的晶粒细化剂苯基二硫丙烷磺酸钠，充分搅拌防止聚沉，最后加入每l电解液中的浓度为20g/l的导电剂磷酸钠和每l电解液中的浓度为20ml/l的ph调节剂磷酸，调节ph值为3.5。
34.所述步骤s2的具体操作如下：将初级pet复合铜箔卷安装入释放辊中，进行流程为化学除油-水洗-电化学除油-水洗-活化-预镀铜-脉冲电镀铜的电镀工艺处理，其中化学除油中清洗剂采用质量浓度为10％的碳酸钠溶液和质量浓度为12％的硅酸钠混合碱性除油剂，清洗时间为5min；水洗均采用纯水涮洗；电化学除油采用质量浓度为10％的氢氧化钠和浓度为5％的碳酸钠混合碱性除油剂，并添加质量浓度为2％op乳化剂，时间为8min；活化采用质量浓度95％盐酸，活化时间为5min；预镀铜采用质量分数为20％-30％的氯化铜和质量分数为20％的盐酸，温度为5℃，预镀时间为10min；脉冲电镀铜工艺中电镀槽的温度为20℃，脉冲电镀电流密度为3a/dm2，占空比为0.7，t
正向电流
为0.5ms，t
反向电流
为0.3ms，t
电镀周期
为5min，电镀结束后，经收卷辊收集终极pet复合铜箔。
35.本实施例制备的pet复合铜箔卷的复合结构的厚度为6μm，厚度误差控制在0.05μm，弯曲强度为170kpa，同时比传统的铜箔质量轻、安全性高。
36.实施例2
37.一种pet复合铜箔卷的连续制备工艺，包括以下步骤：
38.s1：在pet薄膜卷表面溅射铜，得到初级pet复合铜箔卷；
39.s2：将初级pet复合铜箔卷置于电解液中进行脉冲电镀，得到终级pet复合铜箔卷。
40.所述步骤s1的具体操作如下：pet薄膜卷在空气气氛下，采取功率50w，压力为80pa进行等离子体处理，随后立即将表面经过等离子体处理的pet薄膜卷安装入磁控溅射真空室放卷辊中，采用多阴极真空磁控溅射仪在pet薄膜卷表面溅射铜。
41.所述pet薄膜卷表面在溅射铜时，真空室内的真空度为9*10-6
pa，溅射功率为35w，靶基间距为45mm，通过传动辊进入多阴极磁控溅射室，沉积时间为12min，经过收卷辊将初级pet复合铜箔收卷。
42.所述步骤s2中的电解液的制备方法是：将每l电解液中的浓度为180g/l的主盐五水合硫酸铜与每l电解液中的浓度为30g/l的络合剂六亚甲基四胺在30℃的去离子水溶剂中搅拌溶解，接着依次加入每l电解液中的浓度为50g/l的主光亮剂二硫苯并咪唑、每l电解液中的浓度为12g/l的辅助光亮剂丙基磺酸钠、每l电解液中的浓度为3ml/l的整平剂3-己烯-2,5-二醇和每l电解液中的浓度为8g/l的晶粒细化剂苯基二硫丙烷磺酸钠，充分搅拌防止聚沉，最后加入每l电解液中的浓度为30g/l的导电剂磷酸钠和每l电解液中的浓度为25ml/l的ph调节剂磷酸，调节ph值为4。
43.所述步骤s2的具体操作如下：将初级pet复合铜箔卷安装入释放辊中，进行流程为化学除油-水洗-电化学除油-水洗-活化-预镀铜-脉冲电镀铜的电镀工艺处理，其中化学除油中清洗剂采用质量浓度为15％的碳酸钠溶液和质量浓度为15％的硅酸钠混合碱性除油
剂，清洗时间为7min；水洗均采用纯水涮洗；电化学除油采用质量浓度为10％的氢氧化钠和质量浓度为5％的碳酸钠混合碱性除油剂，并添加质量浓度为3％op乳化剂，时间为9min；活化采用质量浓度95％盐酸，活化时间为3min；预镀铜采用质量分数为25％的氯化铜和质量分数为25％的盐酸，温度为20℃，预镀时间为12min；脉冲电镀铜工艺中电镀槽的温度为30℃，脉冲电镀电流密度为6a/dm2，占空比为0.8，t
正向电流
为0.8ms，t
反向电流
为0.5ms，t
电镀周期
为6min，电镀结束后，经收卷辊收集终极pet复合铜箔。
44.本实施例制备的pet复合铜箔卷的复合结构的厚度为6μm，厚度误差控制在0.05μm，弯曲强度为165kpa，同时比传统的铜箔质量轻、安全性高。
45.实施例3
46.一种pet复合铜箔卷的连续制备工艺，包括以下步骤：
47.s1：在pet薄膜卷表面溅射铜，得到初级pet复合铜箔卷；
48.s2：将初级pet复合铜箔卷置于电解液中进行脉冲电镀，得到终级pet复合铜箔卷。
49.所述步骤s1的具体操作如下：pet薄膜卷在空气气氛下，采取功率为55w，压力为90pa进行等离子体处理，随后立即将表面经过等离子体处理的pet薄膜卷安装入磁控溅射真空室放卷辊中，采用多阴极真空磁控溅射仪在pet薄膜卷表面溅射铜。
50.所述pet薄膜卷表面在溅射铜时，真空室内的真空度为5*10-5
pa，溅射功率为45w，靶基间距为50mm，通过传动辊进入多阴极磁控溅射室，沉积时间为15min，经过收卷辊将初级pet复合铜箔收卷。
51.所述步骤s2中的电解液的制备方法是：将每l电解液中的浓度为200g/l的主盐五水合硫酸铜与每l电解液中的浓度为45g/l的络合剂六亚甲基四胺在36℃的去离子水溶剂中搅拌溶解，接着依次加入每l电解液中的浓度为50g/l的主光亮剂二硫苯并咪唑、每l电解液中的浓度为15g/l的辅助光亮剂丙基磺酸钠、每l电解液中的浓度为4.5ml/l的整平剂3-己烯-2,5-二醇和每l电解液中的浓度为10g/l晶粒细化剂苯基二硫丙烷磺酸钠，充分搅拌防止聚沉，最后加入每l电解液中的浓度为50g/l的导电剂磷酸钠和每l电解液中的浓度为30ml/l的ph调节剂磷酸，调节ph值为4.5。
52.所述步骤s2的具体操作如下：将初级pet复合铜箔卷安装入释放辊中，进行流程为化学除油-水洗-电化学除油-水洗-活化-预镀铜-脉冲电镀铜的电镀工艺处理，其中化学除油中清洗剂采用质量浓度为20％的碳酸钠溶液和质量浓度为18％的硅酸钠混合碱性除油剂，清洗时间为10min；水洗均采用纯水涮洗；电化学除油采用质量浓度为10％的氢氧化钠和浓度为5％的碳酸钠混合碱性除油剂，并添加质量浓度为5％op乳化剂，时间为8-10min；活化采用质量浓度95％盐酸，活化时间为2min；预镀铜采用质量分数为30％的氯化铜和质量分数为30％的盐酸，温度为40℃，预镀时间为15min；脉冲电镀铜工艺中电镀槽的温度为36℃，脉冲电镀电流密度为8a/dm2，占空比为0.85，t
正向电流
为1ms，t
反向电流
为0.8ms，t
电镀周期
为6min，电镀结束后，经收卷辊收集终极pet复合铜箔。
53.本实施例制备的pet复合铜箔卷的复合结构的厚度为7.5μm，厚度误差控制在0.05μm，弯曲强度为160kpa，同时比传统的铜箔质量轻、安全性高。
再多了解一些
本文用于创业者技术爱好者查询，仅供学习研究，如用于商业用途，请联系技术所有人。