[發(fā)明專利]一種上進液式銅箔一體機設備

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310168289.3
• 申請日: 2013-05-09
• 公開（公告）號: CN103233249A
• 公開（公告）日: 2013-08-07
• 發(fā)明（設計）人: 陳建林;劉建平
• 申請（專利權(quán)）人: 南京順捷機械設備有限公司
• 主分類號: C25D1/04
• 分類號: C25D1/04
• 代理公司: 南京縱橫知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 32224
• 代理人: 董建林;許婉靜

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種銅箔一體機設備，尤其是一種上進液式銅箔一體機設備，本設備將傳統(tǒng)的下進液式銅箔設備中電解液由下而上的流動，改為由上而下的流動，從而提高了流動速度和平穩(wěn)性，屬于設備加工制造領(lǐng)域。

背景技術(shù)

目前，電解銅箔的生產(chǎn)已經(jīng)淘汰了不環(huán)保、容易侵蝕的鉛陽極，改用表面設有導電涂覆層的鈦銥陽極，但是無論使用鉛陽極還是鈦陽極，其生產(chǎn)工藝基本沒變，即電解液從陽極槽的底端輸入，從陽極槽的上端口輸出回流到溶銅系統(tǒng)。銅箔生產(chǎn)傳統(tǒng)的設備和工藝是這樣的：把表面粗糙度Ra≤0.25um的陰極輥，將其軸線以下浸泡在加入有含銅量在70-110g/L,含酸量80-130g/L,溫度在40-65?oC流動硫酸銅溶液的陽極槽中，在陰極輥和陽極之間通入電流，這樣根據(jù)電鍍原理陰極輥在流動硫酸銅溶液浸泡部分表面會鍍上銅晶粒，根據(jù)電鍍常數(shù)：1.186g/A-h,在電流一定的情況下陰極輥表面所鍍銅箔的厚度取決于陰極輥在硫酸銅溶液中電鍍的時間，轉(zhuǎn)動陰極輥改變陰極輥在硫酸銅溶液中的轉(zhuǎn)速就可以改變陰極輥表面所鍍銅箔的厚度，隨著陰極輥的轉(zhuǎn)動和連續(xù)不斷的將鍍在陰極輥表面上的銅箔揭下就可以得到不同厚度的銅箔。銅箔貼于陰極輥表面的一側(cè)稱為光面，鍍層面稱為毛面，由于電鍍過程中的極化作用，在銅箔的毛面將產(chǎn)生像山峰一樣的不規(guī)則的銅晶粒，銅箔越厚，其毛面的銅晶粒越大，粗糙度也越大。生產(chǎn)工藝中是通過加入添加劑（明膠或改性明膠，硫脲等）的方法控制銅箔毛面的粗糙度Rz。生產(chǎn)工藝復雜且極難控制，是銅箔生產(chǎn)中的瓶頸，也是各銅箔制造廠保密的專有技術(shù)，同時由于在電解液中加入了大量的添加劑，當電解液回流到溶銅系統(tǒng)時，為了提高電解液的質(zhì)量，就要濾掉上述添加劑，就要增加多套過濾設備，也增加了過濾器的負擔。由于在電解液中的銅離子被電鍍到陰極輥的過程中析氧，會產(chǎn)生大量的氣泡，氣泡也會影響電鍍的效果，由于電解液是向上流動的，氣泡被電解液從陽極槽的上端口帶出，形成硫酸煙氣氧化剛剛從陰極輥揭下的銅箔表面。為了解決這一問題，需要在陽極槽口設置大排量的抽風口，使得銅箔生產(chǎn)設備復雜，控制難度大。

從1955年Yates商業(yè)化電解銅箔以來，其生產(chǎn)工藝基本沒有改變，一直都是以下進液、上溢流的方式生產(chǎn)。這種方式主要是在維持銅離子和添加劑的濃度，對于槽中的流體力學問題沒有良好的解決方案。

電解銅箔不論是用高位槽或耐酸泵來供給電解液，流速一般都在0.5米/秒以下。所得的銅箔結(jié)晶是柱狀的結(jié)構(gòu)，雖然用光亮添加劑可以改變常溫下的結(jié)晶結(jié)構(gòu)及物性，但在高溫下卻很不穩(wěn)定，它的抗拉強度衰減很大，也容易產(chǎn)生針孔及翹曲。這種銅箔不適合做高檔的電路板及鋰電池。

在電解銅箔的過程中，銅原子在陰極表面沉積，氧氣泡在陽極表面生成并被下進液帶到液面。連同硫酸銅產(chǎn)生酸霧，對銅箔表面及操作人員都是極大的損害。因此，必須用很強的抽風設備來維持車間的潔凈。

下進液會在進液口附近產(chǎn)生很大的亂流，它的雷諾數(shù)遠超過2000。雖然很多生產(chǎn)商對進液管的設計下了很大的功夫，卻仍然不能解決厚薄不均的現(xiàn)象，而必須仰賴進液閥門及屏蔽板來調(diào)節(jié)厚度，而這種調(diào)節(jié)法只是暫時的，非常不穩(wěn)定。每一兩天就得調(diào)整一次。屏蔽板只能用一到兩次，它的費用更是高的嚇人。這對連續(xù)生產(chǎn)是一個很頭疼的問題。

下進液分封閉式和開放式兩種。前者是百分之百的新液，后者同時使用新液和舊液。無論哪一種方式，都無法準確的控制左右兩邊陽極的流量。通常只能假設兩邊各有一半的流量，其可控性很低。

下進液最大的缺點是液面的銅離子及添加劑濃度是電解過的舊液，濃度較低，在液面累積了很多氣泡，使得液面的電阻較大。兩者合并后，使得液面的電流密度低于液面下。這個現(xiàn)象在陰極輥進入液面時，不利于晶核的生成。在較嚴重的情況下，是造成銅箔翹曲及針孔的一大因素。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是針對上述問題提出一種上進液式銅箔一體機設備，它將傳統(tǒng)的陽極槽中的電解液由下而上的流動，改為由上而下的流動，提高了流動速度和平穩(wěn)性，給銅箔生產(chǎn)帶來了意想不到的良好效果，徹底擺脫了只能用添加劑控制銅箔表面質(zhì)量的歷史。

為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是：