铜塑复合材料及其制备方法、电子设备与流程

本申请涉及铜塑复合材料，尤其涉及一种铜塑复合材料及其制备方法、电子设备。

背景技术：

1、铜及铜合金具有优良的导电、导热、耐磨、耐蚀性和加工性能等，被广泛应用于制造机械设备，如船舶、飞机、汽车等行业领域，之前对于铜塑复合材料需求较少，但是，近年来，随着新能源汽车行业的发展，对铜合金及铜塑复合材料的需求日渐明显，如新能源汽车连接器、电池等。

2、然而，铜及铜合金与塑料进行复合之后，二者之间的结合力较小，结合紧密度较弱，导致铜塑复合材料的可靠性较差。

技术实现思路

1、本申请的主要目的在于提供一种铜塑复合材料及其制备方法、电子设备，旨在解决相关技术中铜基基材与塑料材料间的结合力较低的技术问题。

2、为实现上述目的，本申请提供一种铜塑复合材料的制备方法，所述铜塑复合材料的制备方法包括以下步骤：

3、提供铜基基材；

4、利用飞秒激光在所述铜基基材的待结合表面加工微纳米级沟壑结构，其中，所述飞秒激光的功率为1-8kw，所述飞秒激光的脉冲宽度为1-15μs；

5、在所述待结合表面注塑塑料材料，并使得所述塑料材料嵌入所述微纳米级沟壑结构中，得到铜塑复合材料。

6、可选地，所述微纳米级沟壑结构的表面具有微纳米级绒毛结构，所述微纳米级绒毛结构在注塑后嵌入所述塑料材料中。

7、可选地，所述微纳米级沟壑结构包括多个圆形凹槽，所述利用飞秒激光在所述铜基基材的待结合表面加工微纳米级沟壑结构的步骤包括：

8、通过飞秒激光打点的方式，在所述铜基基材的待结合表面形成多个圆形凹槽。

9、可选地，所述飞秒激光打点的工艺参数包括：速度为200-2000m/s；频率为200-1200khz；重复次数为1-5次；

10、和/或，所述圆形凹槽的直径为10-50μm，深度为0.5-15μm，相邻的两个所述圆形凹槽之间的间距为10-80μm。

11、可选地，所述加工微纳米级沟壑结构的步骤与所述注塑塑料材料的步骤之间的时间间隔小于或等于6h。

12、可选地，所述利用飞秒激光在所述铜基基材的待结合表面加工微纳米级沟壑结构的步骤之前，还包括：

13、采用脱脂剂对所述铜基基材的待结合表面进行脱脂处理，其中，所述脱脂剂的温度为70-80℃，所述脱脂处理的时间为1.5-10min；

14、对脱脂处理后的所述铜基基材的待结合表面上的脱脂剂进行清洗，并烘干。

15、可选地，所述塑料材料包括热塑性塑料和无机纤维，其中，所述热塑性塑料包括聚苯硫醚和聚对苯二甲酸丁二酯中的至少一种，所述无机纤维包括玻璃纤维，所述无机纤维在所述塑料材料中的质量占比为20％-40％。

16、可选地，所述在所述待结合表面注塑塑料材料，并使得所述塑料材料嵌入所述微纳米级沟壑结构中，得到铜塑复合材料的步骤包括：

17、对所述铜基基材进行预热处理，其中，所述预热处理的温度为70-90℃，所述预热处理的时间为20-30s；

18、在所述待结合表面注塑塑料材料，并使得所述塑料材料嵌入所述微纳米级沟壑结构中，得到复合材料中间件；

19、对所述复合材料中间件进行退火处理，得到铜塑复合材料，其中，所述退火处理的温度为140-160℃，所述退火处理的时间为90-150min。

20、本申请还提供一种铜塑复合材料，所述铜塑复合材料采用如上所述的铜塑复合材料的制备方法制备得到。

21、本申请还提供一种电子设备，所述电子设备包括上所述的铜塑复合材料。

22、本申请提供了一种铜塑复合材料及其制备方法、电子设备，所述铜塑复合材料的制备方法包括以下步骤：提供铜基基材；利用飞秒激光在所述铜基基材的待结合表面加工微纳米级沟壑结构，其中，所述飞秒激光的功率为1-8kw，所述飞秒激光的脉冲宽度为1-15μs；在所述待结合表面注塑塑料材料，并使得所述塑料材料嵌入所述微纳米级沟壑结构中，得到铜塑复合材料。首先，微纳米级沟壑结构可以增大待结合表面与塑料材料的接触面的面积，从而提高待结合表面与塑料材料之间的结合强度，再者，相比于化学腐蚀的表面处理方式，飞秒激光加工微纳米级沟壑结构的方式对于微纳米级沟壑结构的形貌的可控性较高，可以按照预先设计好的形貌稳定地加工出对应的微纳米级沟壑结构，加工稳定性和可靠性更高，因此，不良率较低，且不会产生废水污染，更加环保。因此克服了铜及铜合金与塑料进行复合之后，二者之间的结合力较小，结合紧密度较弱，导致铜塑复合材料的可靠性较差的技术缺陷，可以更为稳定且可靠地提高铜基基材与塑料材料之间的结合力，得到的铜塑复合材料中铜层与塑料层之间的结合力可以达到180kgf以上。

技术特征：

1.一种铜塑复合材料的制备方法，其特征在于，所述铜塑复合材料的制备方法包括以下步骤：

2.如权利要求1所述的铜塑复合材料的制备方法，其特征在于，所述微纳米级沟壑结构的表面具有微纳米级绒毛结构，所述微纳米级绒毛结构在注塑后嵌入所述塑料材料中。

3.如权利要求1所述的铜塑复合材料的制备方法，其特征在于，所述微纳米级沟壑结构包括多个圆形凹槽，所述利用飞秒激光在所述铜基基材的待结合表面加工微纳米级沟壑结构的步骤包括：

4.如权利要求3所述的铜塑复合材料的制备方法，其特征在于，所述飞秒激光打点的工艺参数包括：速度为200-2000m/s；频率为200-1200khz；重复次数为1-5次；

5.如权利要求1所述的铜塑复合材料的制备方法，其特征在于，所述加工微纳米级沟壑结构的步骤与所述注塑塑料材料的步骤之间的时间间隔小于或等于6h。

6.如权利要求1所述的铜塑复合材料的制备方法，其特征在于，所述利用飞秒激光在所述铜基基材的待结合表面加工微纳米级沟壑结构的步骤之前，还包括：

7.如权利要求1所述的铜塑复合材料的制备方法，其特征在于，所述塑料材料包括热塑性塑料和无机纤维，其中，所述热塑性塑料包括聚苯硫醚和聚对苯二甲酸丁二酯中的至少一种，所述无机纤维包括玻璃纤维，所述无机纤维在所述塑料材料中的质量占比为20％-40％。

8.如权利要求1所述的铜塑复合材料的制备方法，其特征在于，所述在所述待结合表面注塑塑料材料，并使得所述塑料材料嵌入所述微纳米级沟壑结构中，得到铜塑复合材料的步骤包括：

9.一种铜塑复合材料，其特征在于，所述铜塑复合材料采用如权利要求1-8中任一项所述的铜塑复合材料的制备方法制备得到。

10.一种电子设备，其特征在于，所述电子设备包括权利要求9所述的铜塑复合材料。

技术总结
本申请公开了一种铜塑复合材料及其制备方法、电子设备，涉及铜塑复合材料技术领域，所述铜塑复合材料的制备方法包括以下步骤：提供铜基基材；利用飞秒激光在所述铜基基材的待结合表面加工微纳米级沟壑结构，其中，所述飞秒激光的功率为1‑8kW，所述飞秒激光的脉冲宽度为1‑15μs；在所述待结合表面注塑塑料材料，并使得所述塑料材料嵌入所述微纳米级沟壑结构中，得到铜塑复合材料。本申请解决了相关技术中铜基基材与塑料材料间的结合力较低的技术问题。

技术研发人员：毛桂江,李忠军,杨磊
受保护的技术使用者：歌尔股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/4/7