[發(fā)明專利]一種雙相高耐蝕銅箔及其制備方法

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• 申請日: 2022-05-16
• 公開（公告）號: CN115058621A
• 公開（公告）日: 2022-09-16
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 武玉英;韓俊青
• 申請（專利權(quán)）人: 山東大學(xué)
• 主分類號: C22C9/00
• 分類號: C22C9/00;C22C1/02;C23C14/16;C23C14/35
• 代理公司: 濟南金迪知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 37219
• 代理人: 王楠

本發(fā)明涉及一種雙相高耐蝕銅箔及其制備方法，屬于金屬材料領(lǐng)域，該銅箔組分是在純銅的基礎(chǔ)上添加微量元素鈰和硼，制備步驟包括按質(zhì)量百分比稱取原料，采用石墨坩堝在真空熔煉爐中熔煉，將高純Cu塊、高純B顆粒、高純Ce顆粒放在真空熔煉爐中的石墨坩堝中，關(guān)閉爐門并抽真空，采用氬氣氣氛保護防止氧化，控制熔煉電流至合金塊全部熔化，隨后澆注于圓形銅模具中，加工成圓餅狀，利用磁控濺射設(shè)備濺射到鈦板上得到銅箔。本發(fā)明能得到厚度為1?10μm的銅箔，基體為銅，該銅箔的晶界上分布著非晶態(tài)的硼顆粒，其耐蝕性得到大幅度提升，Ce對銅箔組織起到晶粒細(xì)化的作用。本發(fā)明雙相銅箔材料是一種新型高耐蝕銅箔材料，其制備方法具有環(huán)保、制備簡單等優(yōu)點。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種雙相高耐蝕銅箔及其制備方法，屬于金屬材料技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

電解銅箔廣泛應(yīng)用于芯片封裝、印刷電路和新能源等領(lǐng)域，是封裝基板、印制線路板和 鋰電池集流體等產(chǎn)品的關(guān)鍵基礎(chǔ)材料。對于芯片封裝銅箔，具備超低輪廓度和高剝離強度是 保障信號傳輸完整性和可靠性的基本要求；對于高性能鋰電池銅箔，同時擁有高抗拉強度和 高延伸率是確保鋰電池制備過程中活性物質(zhì)與集流體之間緊密接觸，并提高鋰電池安全性的 基本條件。隨著印制電路板、覆銅板行業(yè)對高性能銅箔越來越高的要求，現(xiàn)有銅箔的耐腐蝕 性已不能滿足印刷電路板的要求，特別是12μm以下的銅箔在刻蝕高精細(xì)線路時會出現(xiàn)邊部 腐蝕現(xiàn)象，嚴(yán)重時會出現(xiàn)板材掉線條問題。中國專利文件201811300168.9提出了一種提高電 解銅箔耐腐蝕性的表面處理方法，該處理方法包括生箔預(yù)處理、固化鍍液、鈍化處理、噴涂 偶聯(lián)劑等步驟。中國專利文件201610692961.2提出了一種耐蝕抗霧低黏附銅基超疏水表面的 制備方法，以氨水的水和無水乙醇(體積比1:1)的混合溶劑溶液作為浸泡液，將銅箔進行浸泡 及氟化處理，制備了耐蝕抗霧低黏附銅箔材料。以上方法均是從表面處理角度提高銅箔的耐 蝕性，通過在鍍液中加入添加劑，改善處理層的形貌結(jié)構(gòu)和組織性能，整個表面處理工藝流 程長、工序步驟多，既增加了生產(chǎn)的成本，也制約了產(chǎn)品的品質(zhì)。

本發(fā)明旨在通過在純銅的基礎(chǔ)上添加微量元素鈰(Ce)和硼(B)制備一種雙相高耐蝕銅 箔。中國專利文件201911370681.X提及了一種用于板式換熱器的耐蝕銅合金材料及其制備方 法，該制備方法以銅、鋅為主要原料通過向其中加入鋁、硼、鈰、錫、磷等微量元素，通過 上引連鑄依次結(jié)合擠壓、軋制、退火等工序獲得了強度高、導(dǎo)熱性能好且耐腐蝕性能突出的 銅合金材料。中國專利文件202011432939.7提及了一種無鎳白色銅合金帶箔材的制備方法， 該方法以純鋅、純錳、純鋁、純錫、銅-鈦中間合金、銅-硅中間合金、銅-硼中間合金、銅- 鈰中間合金及電解銅為原料，通過水平連鑄結(jié)合軋制、退火等工藝獲得了厚度為0.04-0.1mm 的無鎳白色銅合金帶箔材。以上方法是通過熔煉結(jié)合金屬塑性加工法獲得所需的性能的銅合 金材料，采用連鑄加軋制工藝，將熔煉得到的銅合金軋制成一定厚度的原箔，此方法工藝復(fù) 雜，流程長，鑄造速度慢，生產(chǎn)效率低，成本較高，且軋制得到原箔的極限厚度和寬度受到 限制，難以滿足極薄銅箔厚度的要求。

發(fā)明內(nèi)容

針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供一種高效環(huán)保、制備工藝簡單的雙相高耐蝕銅箔及其 制備方法。本發(fā)明采用真空熔煉結(jié)合物理氣相沉積法制備了厚度為1-10μm的雙相高耐蝕銅 箔，其中Ce對銅箔組織起到晶粒細(xì)化的作用，且非晶態(tài)硼存在于晶界使得耐蝕性得到大幅度 提升。

本發(fā)明的技術(shù)方案如下：

一種雙相高耐蝕銅箔，其厚度為1-10μm，該銅箔組分是在純銅的基礎(chǔ)上添加微量元素鈰 (Ce)和硼(B)，各主要元素的質(zhì)量百分比為：B 0.2-1，Ce 0.01-0.03，其余為銅。

一種雙相高耐蝕銅箔制備方法，包括以下步驟：

(1)按質(zhì)量百分比稱取原料，銅98.97-99.79％，純硼0.2-1％，稀土Ce 0.01-0.03％；