一种提高铜箔与基材间抗剥离值的方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于铜箱制备技术领域，具体涉及一种提高铜箱与基材的抗剥离性能的方 法。
【背景技术】
[0002] 铜箱的一种主要用途是将铜箱与基材例如环氧玻璃布粘结片压制成线路板。为准 确表示铜箱与基材之间的粘结性能，采用了抗剥离值这一概念。抗剥离值表示铜箱从基材 上剥离时，其所受最小拉力与铜箱宽度的比值。抗剥离值表示的是两种材质之间粘合力的 大小，其值越大，表明铜箱与基材之间的结合越牢固。一般而言，铜箱与基材环氧玻璃布粘 结片之间的抗剥离值在I. 2N/mm以上。
[0003] 现有技术中，作为锂离子电池过电流保护片的一种铜箱线路板，其所采用的基材 为聚乙烯树脂粘结片。其技术原理是：当锂电池放电量过大时，聚乙烯分子结构发生改变， 从而切断电流保护锂电池及其它电路设备。但是由于基材聚乙烯树脂材质粘结片表面光 滑，常规方式的铜箱与其结合，检测其抗剥离值只有〇.l~〇. 2N/mm，表明铜箱与基材聚乙烯 树脂粘结片之间的结合力很小，无法达到正常的〇. 5N/mm使用要求，因而急需改进。
【发明内容】
[0004] 本发明目的在于提供一种提高铜箱与基材的抗剥离性能即抗剥离值的方法，尤其 是提高铜箱与基材为聚乙烯树脂粘结片的抗剥离值，从而使其达到正常的抗剥离值使用要 求。
[0005] 本发明所采取的技术方案如下。
[0006] -种提高铜箱与基材间抗剥离值的方法，包括以下步骤： (1) 初始铜箱的一次处理，对生箱机产出的初始铜箱的M面进行粗化、固化一次处理以 提尚M面铜瘤尚， 一次处理后铜箱相较于初始铜箱增重8~1lg/m2,此时铜箱的RZ值(粗糙度值)由初始的 4~6Mm变化为 9~13Mm; 所述铜箱M面粗化、固化一次处理具体为： 粗化条件均为：Cu2+浓度5~30g/L，H#04浓度35~60g/L，温度15~40 °C，电流密度 1200 - 2200A/m2； 固化条件均为：Cu2+浓度35~55g/L，112504浓度40~60g/L，温度25~45°C，电流密度 1500~1800A/m2； 所述初始铜箱为30Wii厚度的铜箱成品； (2) 二次处理，对步骤（1)中一次处理铜箱的M面继续进行粗化、固化二次处理处理以 提高其RZ值(粗糙度值)， 二次处理后铜箱相较于一次处理后铜箱增重18~22g/m2,此时铜箱的RZ值(粗糙度值） 由一次处理后的9~13Pm变化为13~15Mm; 所述铜箱M面粗化、固化二次处理具体为： 粗化条件均为：Cu2+浓度5~30g/L，H#04浓度35~60g/L，温度15~40°C，电流密度 3500-4000A/m2； 固化条件均为：Cu2+浓度35~55g/L，112504浓度40~60g/L，温度25~45°C，电流密度 3500-4000A/m2； 同时运行车速由20~35m/min降至15~25m/min; (3)粘合剂粘结，将步骤（2)中二次处理后铜箱与基材间采用特殊的粘合剂粘结， 所述特殊的粘合剂为KBE-903硅烷； 所述基材为环氧玻璃布基材或无卤素基材； 所述无卤素基材为聚乙烯树脂粘结片。
[0007] -般而言，为了提高铜箱与基材间的抗剥离值，一方面是要幅度提高铜箱M面(毛 面)铜镏山峰高度，即提高RZ值(粗糙度值)，另一方面集中在基材的表处理阶段选用特殊的 粘合剂，从而增大铜箱与基材的粘合力。本发明从上述两个方面同时着手，以提高铜箱与基 材间的抗剥离值。经过实际检测实验，对生箱机产出的初始铜箱成品M面经过连续两次处 理后，初始铜箱增重了约30g/m2左右，RZ值(粗糙度值）提高至15Mm左右，与基材聚乙烯树 脂粘结片压板后测得抗剥离值可达0. 5N/mm左右，已经基本可以满足实际使用要求。同时， 配合粘合剂的选择，筛选出最佳的粘合剂，为制备具有较高抗剥离值性能的线路板，尤其是 锂离子电池过电流保护片奠定了较好的技术基础。
【具体实施方式】
[0008] 下面结合实施例对本发明做进一步的解释说明。
[0009]实施例1 为了提高铜箱与基材间的抗剥离值，通常而言首先是从提高铜箱M面(毛面）铜镏山峰 高度，即提高RZ值(粗糙度值）方面着手改进。提出本发明的技术方案前，发明人首先提出 了两种技术方案，一是在后处理运行35Pm毛箱时，降低运行车速，同时提升粗化和固化电 流；二是在后处理运行30Wii毛箱时，降低运行车速，同时提升粗化和固化电流；但是实际检 测结果表明，上述两种技术方案提高RZ值(粗糙度值）的技术效果并不明显，铜箱与聚乙烯 压板后抗剥离值仅为〇. 128~0. 280N/mm，因此尚不能用于实际生产使用。
[0010] 为此发明人提出了第三种设计方案，在后处理用不同的车速运行30WI1成品时，提 升粗化和固化电流；即本发明的技术方案，实验结果证明，其技术效果较为明显，具体介绍 如下。
[0011] -种提高铜箱与基材间抗剥离值的方法，包括以下步骤： (1)初始铜箱的一次处理，对生箱机产出的初始铜箱的M面进行粗化、固化一次处理以 提尚M面铜瘤尚， 以某批次的30Mm厚度的铜箱成品作为初始铜箱； 一次处理后铜箱相较于初始铜箱增重9g/m2,此时铜箱的RZ值(粗糙度值）由初始的 5. 2Mm变化为 11. 04Mm; 所述铜箱M面粗化、固化一次处理具体为： 粗化条件均为：Cu2+浓度20g/L，H#04浓度45g/L，温度25°C，电流密度2000A/m2; 固化条件均为：Cu2+浓度40g/L，11#04浓度50g/L，温度25°C，电流密度1700A/m2; (2)二次处理，对步骤（1)中一次处理铜箱的M面继续进行粗化、固化二次处理处理以 提高其RZ值(粗糙度值)， 二次处理后铜箱相较于一次处理后铜箱增重20g/m2,此时铜箱的RZ值(粗糙度值)由一 次处理后的11. 〇4Pm变化为14. 35Mm; 所述铜箱M面粗化、固化二次处理具体为： 粗化条件均为：Cu2+浓度25g/L，H#04浓度50g/L，温度25°C，电流密度4000A/m2; 固化条件均为：Cu2+浓度50g/L，H#04浓度50g/L，温度25°C，电流密度4000A/m2; 同时运行车速由25m/min降至18m/min。
[0012] 对上述两次处理后铜箱具体性能变化情况列表如下。
[0013] 从表中数据可以看出，经过两次处理后，铜箱增重了约30g/m2左右，对应的RZ值 (粗糙度值)也发生了明显变化。具体而言，初始铜箱成品经过一次处理后，铜箱M面粗糙度 已提高了近一倍，但实际检测发现，一次处理后的铜箱与聚乙烯树脂压板后测得抗剥离值 只有0. 14N/mm，因而必须进一步改进。在进行二次处理铜箱时，配合将后处理运行车速由 25m/min降至18m/min，同时增大粗化固化电流。检测结果表明，二次处理后铜箱M面粗糙 度提高至左右，将其与聚乙烯树脂压板后测得抗剥离值可达到0. 5N/mm左右，已可基 本满足实际生产使用的要求。
[0014] 需要说明的是，铜箱表面粗糙度检测采用SJ-301粗糙度仪测定，抗剥离值测定采 用英斯特朗3343抗剥试验机测定(抗剥离值：试条铜箱从基材上剥离所需的最小剥离力与 试条铜箱宽度的比值)。
[0015] 实施例2 实施例1主要介绍了从提高铜箱表面RZ值改进抗剥离值方面工作，本实施例则简要介 绍一下铜箱与基材之间的粘合剂筛选方面的工作。
[0016] 将实施例1中经过两次处理后的铜箱成品，分别选用不同的粘合剂与基材进行粘 结，测定其抗剥离效果。所选用的粘合剂有日本信越公司的KBE-903硅烷，国产某公司的型 号分别为CS2618、S510的粘合剂产品。
[0017] 针对环氧玻璃布基材在常温下的抗剥离值（N/mm)具体测定结果如下表所示。
[0018] 针对无卤素基材在常温下的抗剥离值具体测定结果如下表所示。
[0019] 从上表数据可以看出，无论基材是环氧玻璃布还是无卤素基材，粘合剂KBE-903 硅烷，相较于现有的常用的粘合剂CS2618、S510等型号产品，同样条件下，铜箱的抗剥离值 效果都较好；即采用KBE903型号的硅烷产品，对于增强铜箱与基材间的粘合力具有较好的 技术效果。
[0020] 采用粘合剂KBE-903硅烷后，将实施例1所提供的二次处理铜箱与聚乙烯树脂压 板后，进一步测定结果表面，其抗剥离值可达到0. 61N/mm，能够较好满足锂离子电池中电流 保护片的应用，显现出较好的应用前景。
【主权项】
1. 一种提高铜箱与基材间抗剥离值的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤： (1) 初始铜箱的一次处理，对生箱机产出的初始铜箱的M面进行粗化、固化一次处理以 提尚M面铜瘤尚， 一次处理后铜箱相较于初始铜箱增重8~llg/m2,此时铜箱的RZ值由初始的4~6Mm变 化为 9~13Pm ; 所述初始铜箱为30Pffl厚度的铜箱成品； (2) 二次处理，对步骤（1)中一次处理后铜箱的M面继续进行粗化、固化二次处理处理 以提高其RZ值， 二次处理后铜箱相较于一次处理后铜箱增重18~22g/m2,此时铜箱的RZ值由一次处理 后的9~13Mm变化为13~15Mm ; (3) 粘合剂粘结，将步骤（2)中二次处理后铜箱与基材间采用特殊的粘合剂粘结。2. 如权利要求1所述提高铜箱与基材间抗剥离值的方法，其特征在于， 步骤（1)中铜箱M面粗化、固化一次处理具体为： 粗化条件为：Cu2+浓度 5~30g/L，H2S(V^^t 35~60g/L，温度 15~40°C，电流密度 1200 - 2200A/m2； 固化条件为：Cu2+浓度35~55g/L，H #04浓度40~60g/L，温度25~45 °C，电流密度 1500~1800A/m2； 步骤（2)中铜箱M面粗化、固化二次处理具体为： 粗化条件为：Cu2+浓度5~30g/L，H 2S04浓度35~60g/L，温度15~40 °C，电流密度 3500-4000A /m2； 固化条件为：Cu2+浓度35~55g/L，H #04浓度40~60g/L，温度25~45 °C，电流密度 3500~4000A /m2。3. 如权利要求1所述提高铜箱与基材间抗剥离值的方法，其特征在于，步骤（2)中运行 车速为 15~25m/min。4. 如权利要求1所述提高铜箱与基材间抗剥离值的方法，其特征在于，步骤（3)中所述 特殊的粘合剂为KBE-903硅烷。5. 如权利要求1所述提高铜箱与基材间抗剥离值的方法，其特征在于，步骤（3)中所述 基材为环氧玻璃布基材或无卤素基材。6. 如权利要求5所述提高铜箱与基材间抗剥离值的方法，其特征在于，所述无卤素基 材为聚乙烯树脂粘结片。
【专利摘要】本发明属于铜箔制备技术领域，具体涉及一种提高铜箔与基材的抗剥离性能的方法。该方法包括初始铜箔的一次处理、二次处理、粘合剂粘结等步骤。为了提高铜箔与基材间的抗剥离值，一方面是要幅度提高铜箔M面铜镏山峰高度，即提高RZ值，另一方面集中在基材的表处理阶段选用特殊的粘合剂，从而增大铜箔与基材的粘合力。本发明从上述两个方面同时着手，以提高铜箔与基材间的抗剥离值。经过连续两次处理后，初始铜箔与基材聚乙烯树脂粘结片压板后测得抗剥离值可达0.5N/mm左右，已经基本可以满足实际使用要求。配合粘合剂的选择，为制备具有较高抗剥离值性能的线路板，尤其是锂离子电池过电流保护片奠定了较好的技术基础。
【IPC分类】H05K3/38
【公开号】CN105163518
【申请号】CN201510537805
【发明人】樊斌锋, 王建智, 韩树华, 张欣, 何铁帅, 李伟, 段晓翼
【申请人】灵宝华鑫铜箔有限责任公司
【公开日】2015年12月16日
【申请日】2015年8月28日