[發(fā)明專利]一種制備預(yù)應(yīng)力電解銅箔的方法及裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202211032324.4
• 申請日: 2022-08-26
• 公開（公告）號: CN115305528B
• 公開（公告）日: 2023-08-29
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 易光斌;張飛龍;柳承懿;蘭欣銳;官弘毅;萬睿旸
• 申請（專利權(quán)）人: 南昌大學(xué)
• 主分類號: C25D1/04
• 分類號: C25D1/04
• 代理公司: 北京眾合誠成知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11246
• 代理人: 王煥巧

1.一種制備預(yù)應(yīng)力電解銅箔的方法，其特征在于：包括以下步驟：

步驟1，配置電解液：按各類電解銅箔現(xiàn)有生產(chǎn)工藝配置；

步驟2，陰極板安裝：固定其一端，另一端與傳動機(jī)構(gòu)相連；或兩端均與傳動機(jī)構(gòu)相連；傳動機(jī)構(gòu)用于對陰極板施加單一的拉應(yīng)力、壓應(yīng)力或切應(yīng)力，或是以上多種應(yīng)力的組合；

步驟3，調(diào)試傳動機(jī)構(gòu)，確保其工作穩(wěn)定，通過位移傳感器觀察陰極板的變形；最后往電解槽內(nèi)注滿電解液；

步驟4，制備初始電沉積層；不對陰極板施加應(yīng)力載荷，即應(yīng)力載荷F＝0,先制備一定厚度H的初始沉積層，電沉積時間按下列公式1計(jì)算：

T＝7.544×10^-3?ηBLH/I????????公式1

公式1中：T為電沉積時間，s；η為電流效率，％；B為陰極板寬度，mm；L為陰極板長度，mm；H為銅箔厚度，mm；I為電流強(qiáng)度，A；

步驟5，制備第二電沉積層；此時對陰極板施加應(yīng)力載荷F＝F₁,制備一定厚度H₁的沉積層，電沉積時間仍按公式1計(jì)算；應(yīng)力載荷F按下列公式2進(jìn)行計(jì)算與控制：

F≤Aσ_e?/S????????????公式2

公式2中：F為應(yīng)力載荷，N；A為陰極板斷面面積，mm²；σ_e為陰極板材料的彈性極限或屈服極限，N/mm²；S為安全系數(shù)；

步驟6，重復(fù)步驟4和步驟5，即可制備出不同性質(zhì)的內(nèi)應(yīng)力在厚度方向形成了某種梯度交替分布的電解銅箔；

步驟4和步驟5不分先后順序；

步驟7，沉積完成后，將電解銅箔從陰極板上剝離并進(jìn)行后續(xù)的表面處理。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備預(yù)應(yīng)力電解銅箔的方法，其特征在于：陰極板的厚度不超過1mm。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備預(yù)應(yīng)力電解銅箔的方法，其特征在于：步驟4中銅箔厚度控制在2.5-6μm。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備預(yù)應(yīng)力電解銅箔的方法，其特征在于：步驟5中安全系數(shù)S控制在1.1-1.6。

5.一種制備預(yù)應(yīng)力電解銅箔的裝置，用于實(shí)現(xiàn)權(quán)利要求1-4任一項(xiàng)所述的制備預(yù)應(yīng)力電解銅箔的方法，其特征在于：所述裝置包括電解液配制槽(18)、電解槽(10)、螺桿傳動機(jī)構(gòu)、電源(11)、機(jī)架(5)及連接、支撐、密封、絕緣附件；

所述螺桿傳動機(jī)構(gòu)包括電機(jī)(1)、聯(lián)軸器(2)、絲桿(3)、滾動軸承(4)、上端螺母拉頭(6)、導(dǎo)桿(19)、下端固定螺栓(9)、螺母(13)、位移傳感器、拉力傳感器；

下端固定螺栓(9)整體外部涂覆或包覆絕緣材料，并接入地線(12)；上端螺母拉頭(6)整體外部或與陰極板接觸部分涂覆或包覆絕緣材料；陰極板(7)上下兩端固定件的整體外部涂覆或包覆絕緣材料；電機(jī)與絲桿之間的聯(lián)軸器(2)采用絕緣聯(lián)軸器。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的制備預(yù)應(yīng)力電解銅箔的裝置，其特征在于：所述裝置還包括伺服電機(jī)、電機(jī)驅(qū)動器、PLC控制器，選用伺服電機(jī)、電機(jī)驅(qū)動器、位移傳感器、拉力傳感器、PLC控制器，進(jìn)行組態(tài)界面設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)上下位機(jī)通訊，實(shí)現(xiàn)整套系統(tǒng)的自動化精確控制。

7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的制備預(yù)應(yīng)力電解銅箔的裝置，其特征在于：所述電解液配制槽(18)內(nèi)底部設(shè)有加熱管(17)，所述電解液配制槽(18)的一側(cè)底部設(shè)置有進(jìn)液管(16)，所述進(jìn)液管(16)的另一端導(dǎo)通至電解槽(10)的頂部，所述電解槽(10)與電解液配制槽(18)之間設(shè)置有循環(huán)泵(14)，所述循環(huán)泵(14)與電解槽(10)通過出液管(15)連接至電解槽(10)的一側(cè)底部，所述循環(huán)泵(14)與電解液配制槽(18)通過出液管(15)導(dǎo)通至電解液配制槽(18)的頂部。