[發明專利]一種高撓性超薄壓延銅箔的成形方法

有效

• 申請號: 201210231252.6
• 申請日: 2012-07-04
• 公開（公告）號: CN102716908A
• 公開（公告）日: 2012-10-10
• 發明（設計）人: 謝建新;劉雪峰;汪汐涌;李晶琨
• 申請（專利權）人: 北京科技大學
• 主分類號: B21B1/40
• 分類號: B21B1/40
• 代理公司: 北京金智普華知識產權代理有限公司 11401
• 代理人: 皋吉甫

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技術領域：

本發明屬于有色金屬箔材技術領域，特別是提供了一種高撓性超薄壓延銅箔的成形方法。

背景技術：

壓延銅箔（純銅）具有純度高、延展性好、導電性和撓曲性優異等特點，主要應用于撓性印制電路板、鋰離子電池集流體、電磁屏蔽帶、軟連接、TAB帶載體以及變壓器等領域。近年來，隨著電子、電氣元件逐步向細線化或薄型化發展，高撓性超薄壓延銅箔的重要性顯著提升，用途也更為廣泛。

傳統壓延銅箔生產的主要工藝流程為：原材料銅錠經過熱軋后，反復地冷軋及中間退火直至規定厚度，對于軟態壓延銅箔還需要進行成品再結晶退火。目前壓延銅箔生產主要從塑性壓延加工條件（軋制變形量）以及再結晶退火工藝條件（晶粒組織結構）兩方面著手，致力于開發提高壓延銅箔耐撓曲性的技術[祝大同.?撓性PCB用基板材料的新發展（4）—FPC用壓延銅箔的新成果.?印制電路信息，2005，（5）：6-10]。關于高撓曲性壓延銅箔的制備方法已有很多報道。例如，控制冷軋總壓下率達到90%以上，使壓延銅箔再結晶退火后立方織構發達的方法[波多野隆昭.?軋制銅箔及其制造方法.?中國發明專利：99106094.6，1999-12-08]；在成品再結晶退火前，控制冷軋總壓下率達到94%以上，同時滿足每道次壓下率在15%~50%之間，前三道次軋制壓下率依次遞增的方法[室賀岳海.?軋制銅箔及其制造方法.?中國發明專利：200710167476.4，2008-04-30]。上述制備方法所依據的主要理論為，通過控制壓延銅箔的箔軋階段的總變形量和每道次變形量，來提高{220}_Cu面取向軋制織構的體積分數。{220}_Cu面取向的晶粒在再結晶退火時可以作為立方織構的種晶，促進退火后立方織構的高取向生長。無論是軋制態銅箔，還是退火態銅箔，其晶粒的擇優取向越集中，相鄰晶粒間的楊氏模量差以及變形時滑移方向的角度差也就越小，從而可以緩解晶界處的應力集中，有利于阻礙裂紋的萌生與擴展，顯著地提高耐撓曲疲勞壽命。從上述理論出發，日本日礦株式會社已經實現工業化生產厚度為12μm的超高撓曲性壓延銅箔（HA箔），耐撓曲性疲勞壽命超過30000次。但是，目前壓延銅箔生產都是采用單張軋制的方法，隨著冷軋總變形量的不斷增加，加工硬化程度加劇，使得每一道次的壓下率難于控制，生產效率降低，同時易發生邊裂和斷帶，成形難度加大。特別是，采用現有的單張軋制方法，難以成形厚度在10μm以下的HA箔。

隨著高新技術產品的不斷發展，對壓延銅箔的質量要求也越來越高。以撓性覆銅板用壓延銅箔為例，如何進一步減小厚度尺寸，提高耐撓曲性，成為了越來越迫切的問題。

發明內容：

雙合軋制是一種在兩張金屬帶材之間均勻涂覆一層雙合油，然后將兩張金屬帶材重合在一起，同時進行軋制的成形方式。這種軋制方式克服了軋輥的彈性壓扁值，突破了單張軋制的厚度極限，可以生產出傳統單張軋制方法難以成形的超薄金屬箔材。在雙合軋制成形中，除了工藝參數的合理匹配和精確控制外，雙合油的選取是另一個更為重要的影響因素，是減小軋制過程中兩張金屬帶材之間的滑動，保證軋制過程穩定進行以及雙合軋制后兩張超薄金屬箔材有效分離的關鍵。工藝參數和雙合油都是雙合軋制中的核心技術，也是生產中的難點，是制約超薄金屬箔材能否實現雙合軋制成形的瓶頸技術，將決定著超薄金屬箔材的產品質量和成材率。不同的金屬箔材進行雙合軋制時，工藝參數和雙合油的選取都不一樣，特別是要實現二者之間的合理組合以及二者與金屬材料本身之間的精確匹配更是難點，到目前為止都沒有成熟的理論和經驗可以直接借鑒或參考，完全需要針對具體的金屬材料開展大量的實驗和深入的研究。正因為如此，迄今雙合軋制技術只在超薄鋁箔的軋制中獲得了成功應用，而在其他金屬箔材的成形方面，尚未見到雙合軋制技術的成功應用和相關報道。

另外，本發明者的研究結果表明：與增加軋制壓下率相比，在銅箔的軋制成形中，疊合摩擦條件更有利于促進銅型織構（{112}<111>）向黃銅型織構（{110}<211>）的轉變。即采用雙合軋制方法生產壓延銅箔時，可以進一步提高黃銅型織構在整體軋制織構中的占有率和取向分布強度值，從而提高軋制態壓延銅箔的耐撓曲性。