[發明專利]一種穿孔箔的制作方法

有效

• 申請號: 201710170973.3
• 申請日: 2017-03-21
• 公開（公告）號: CN107177879B
• 公開（公告）日: 2021-04-09
• 發明（設計）人: 張憲文;劉俊興;林立勛;錢礽淼
• 申請（專利權）人: 廣東宇彤創業投資有限公司
• 主分類號: C25F3/04
• 分類號: C25F3/04;C25F3/14;C23F1/20;C23F1/02
• 代理公司: 深圳市千納專利代理有限公司 44218
• 代理人: 潘麗君

本發明公開了一種穿孔箔的制作方法，以鋁箔為原料，包括化學腐蝕工序，在進行化學腐蝕工序前，還包括電化學腐蝕工序，所述電化學腐蝕工序的條件為：溶液體系為鹽酸、輔酸和緩沖液的混合體系，電華學反應條件為：交流電4～6V持續3～10s。本發明的穿孔箔的制作方法具有加工精度高、產品可靠性好、工序能力強和成本低廉的特點。

技術領域

本發明涉及電子箔技術領域，具體為一種穿孔箔的制作方法。

背景技術

電子級的穿孔箔主要應用于超級電容、鋰離子電池、動力電池、鎳氫電池之集流體、也可使用于光學反射層及以鋁箔、銅箔為基底之涂層。

穿孔箔主要分為食品包裝用及電子用，食品包裝用穿孔箔系以1235…等。雙零鋁箔作為加工材料，大多使用沖孔方式完成。因其強度相對較差，純度較低，且對于孔徑及間距要求較低，無法供給電池、電容涂布使用。

電子穿孔箔當作超級電容、鋰離子電池及動力電池的集流體時，是石墨預摻鋰及電活性物質填充的關鍵，穿孔箔提供的孔道，使鋰源(鋰金屬或含鋰化合物)在外部電路短路的情況下，迅速且均勻地向負極摻雜鋰離子(層迭或卷繞正極和負極的大容量鋰離子電容器)。可承載電活性物質產生的電流匯集起來以便形成較大的電流對外輸出，且提供覆著力及減少集流體重量，增加單位密度的功率及能量。故孔隙率及分布密度，孔形大小，為是否適用于電池涂布使用的關鍵。穿孔箔孔徑最佳大小0.5～100um間

現有的穿孔箔加工方式有：沖孔處理、蝕刻處理和板模輔助電化學蝕刻。

目前相關開發及生產公司-日本三井金屬、制箔株式會社、金屬工業株式會社、東洋鋁株式會社。

蝕刻處理分為光蝕刻(使用光罩)，電解蝕刻及激光蝕刻。

光蝕刻首先在2011年日本專利公開的大批量制作穿孔箔的方法，過程使用凹版印刷，轉印印刷及網版印刷等方式在金屬膜表面均勻涂布一層光阻劑，再以光罩的方式使用紫外光在光阻劑上形成所要的圖像，再以蝕刻液腐蝕所需形狀，一般以此法制作之穿孔箔孔徑都在100um以下。

電解蝕刻處理是通過控制電流波形、配液組成、溫度變化及反應時間來控制穿孔箔的圖形形狀。所使用基材為高壓陽極鋁箔所制備之穿孔箔孔徑約為1～100um，而后還需去除表面的絕緣氧化鋁層。

激光蝕刻可以制備出尺寸更小的穿孔箔，但激光蝕刻的對位要求高，蝕刻深度有限，容易造成不穿孔現象，且相對成本較高，叫不事宜大量生產。

板模輔助電化學沉積處理，其處理方式包括：1. 為制作模板其模板可為單分散球體、高電流密度電沉積過程中產生的氫氣泡；2. 在模板上沉積前驅物-使用化學或電化學方式將前驅物填入空隙中并進行固化3. 去除模板得穿孔箔。

沖孔處理工藝簡單，相對成本較低，是目前較適合大量生產的方式。

但是，以上制作方法在實際生產中還存在鴿子的缺陷：

光蝕刻法必須于鋁箔之上先涂布一層光阻劑，在經過光罩的方式設計出所需的孔形，在進行腐蝕，而后洗去多余的光阻劑。若需大量生產。需先經過涂布、對位光罩，再入腐蝕槽及最后的有機溶劑清洗。為避免設備環境彼此間的影響，需分為三大段工序1.涂布對位光罩2.鋁箔腐蝕3.去除光阻劑及烘干。各段對環境需求相對一般腐蝕嚴苛。且因鋁箔腐蝕藥劑關系，不宜將三段和一連續生產，造成機臺保養負擔。

電解腐蝕法工序同樣需分為三道，具體為：1. 陽極處理、2. 化學或電化學腐蝕、3. 電暈或(電)化學法去除氧化物，而最后道制程在處理工藝上容易造成不均影響后續使用。

激光蝕刻可以制備出尺寸更小的穿孔箔，但激光蝕刻的對位要求高，蝕刻深度有限，容易造成不穿孔現象，且相對成本較高，叫不事宜大量生產。

板模輔助電化學沉積處理，其板模制作及量化便是一項需要時間管控的制程，且填充得均勻度及去除模板的方式接使本項制程難度增加。