[發明專利]一種化學鍍制備金屬箔的方法

有效

• 申請號: 200910264387.0
• 申請日: 2009-12-21
• 公開（公告）號: CN101717925A
• 公開（公告）日: 2010-06-02
• 發明（設計）人: 黃彥;張小亮;陳衛東
• 申請（專利權）人: 南京工業大學
• 主分類號: C23C18/31
• 分類號: C23C18/31
• 代理公司: 南京天華專利代理有限責任公司 32218
• 代理人: 徐冬濤;袁正英

技術領域

本發明涉及一種生產金屬箔的工藝方法，具體涉及一種化學鍍制備金屬箔的方法。

背景技術

金屬箔在電子、電氣元件、印刷、包裝、傳感器等行業中應用廣泛。目前金屬箔的制備方法主要有：捶打法、滾軋法、電解法、化學氣相沉積法、濺射法等。

捶打法制備金屬箔(金、銅、銀、鋁箔)是一種源自古代的工藝，需要用一種特殊輔材——烏金紙。操作時，用烏金紙和金屬薄膜互相間隔摞放在一起，然后用紙包起來進行上萬次捶打，從而使金屬薄膜延展成為極薄的金屬箔，箔的厚度甚至僅為0.1μm左右。這種傳統工藝對烏金紙的要求很高：烏金紙表面要光滑平整、厚度均勻、致密、強度好、耐捶打。該法生產周期長、成本高，所生產的金屬箔存在許多微孔，主要用于裝飾。

滾軋法是制備金屬箔的一種流行工藝，其操作過程也非常繁瑣，一般含有如下步驟：金屬清洗-熔煉-澆鑄-表面清理-熱軋、冷軋-退火-精軋等。例如，李銀娥等(氫氣純化用鈀釔合金箔材研究.有色金屬，2002.)采用高純度的鈀粉和釔粉為原料，經配料-混粉-壓結-除氣-真空懸浮熔煉等工藝首先制備鈀釔中間合金，經真空充氬熔煉制得鈀釔合金鑄錠，再經均勻化處理和反復軋制退火，最后獲得厚度為40μm的鈀釔合金箔材。許坤等(專利申請號：200810233418.1.)采用熱軋法制備金錫二元合金箔，軋制厚度為0.02mm～0.1mm。總體來看，滾軋法工藝過程復雜、成本高、所制得的金屬箔偏厚，但是其突出優點是箔材氣密性好。

電解法主要用于生產印刷電路板所用的銅箔，操作工藝為：以轉鼓作為陰極，將其半浸沒在銅電解液中開始電鍍，當轉鼓緩慢旋轉時，一層銅金屬箔就沉積在轉鼓表面，把銅箔從轉鼓上剝下來即得，再經一系列化學和電化學處理(如表面粗化處理、鍍層處理、耐熱處理、抗氧化處理等)即可。該工藝技術較成熟，銅箔厚度一般在8-70μm，但生產出的銅箔(特別是薄箔)中易出現孔洞，影響銅箔質量(李堅強等.電解銅箔透光點產生原因分析.印制電路信息，2007.)。

濺射法和氣相沉積法制備金屬箔的原理是將金屬沉積到表面平整度極高的基體(如單晶硅襯底)上，然后再將金屬層剝離下來上即為金屬箔。這樣制備的Pd、Pd-Ag合金箔厚度可薄至2μm以下。Bredesen等(US?Patent：6086729)利用氣相沉積法在光滑致密的基體上制備了厚度小于2μm的金屬膜。劉立(專利申請號：200410051718.X.)也利用氣相沉積法在可溶性薄膜基體上制備了金屬箔。這些方法盡管能夠制備出氣密性較好的金屬箔，但要么需要特殊的設備，要么原料昂貴、制備條件苛刻，因此難以商業化應用。

本專利提供一種更加簡單易行的技術來制備金屬箔，而且所制備的金屬箔厚度薄、缺陷少，可用于某些特殊場合。例如本方法制備的鈀與鈀合金箔可用于氫分離。

發明內容

本發明的目的是：為改進現有金屬箔制備過程中所面臨的如工藝復雜、需特殊設備或材料等不足之處而提供一種更為簡單易行的化學鍍制備金屬箔的方法，所制備的金屬箔具有良好的氣密性。

本發明的技術方案為：一種化學鍍制備金屬箔的方法，其特征在于：先在基體表面修飾一層過渡層，然后采用化學鍍法在過渡層上沉積金屬層，最后將金屬層從基體表面剝離即獲得金屬箔，過渡層的作用是實現金屬層的完整剝離。操作原理如圖1所示，其具體步驟為：

(1)用溶膠-凝膠法對基體進行表面修飾。首先在基體表面形成均勻的溶膠涂層，經干燥脫去部分水后獲得凝膠層。

(2)表面活化。在基體凝膠層上沉積一層金屬微粒作為催化劑，以便在化學鍍時能夠在整個鍍面同時且快速地引發化學反應。最為常用的活化方法是浸鈀法，即各種形式的SnCl₂/PdCl₂法，該法通過氯化錫的水解在基體表面形成還原性的膠體，然后膠體中的Sn²⁺與Pd²⁺反應形成納米級的金屬鈀微粒，其對化學鍍有極高的催化活性。黃彥等[ZL200710022996.6，ZL200710134022.7.]發明的膠體鈀活化法則是在基體表面浸漬或噴涂Pd(OH)₂膠體然后進行還原。