[发明专利]具有均匀厚度的铜箔及其制造方法

说明书

本发明涉及一种具有均匀厚度的铜箔及其制造方法。该电解铜箔通常具有横越于该电解铜箔的横截面区域的1至4个界面线，及小于2.0％的重量偏差。本发明复涉及用于制造电解铜箔的方法，其包括添加一或多个绝缘掩模于尺寸稳定阳极的表面上。该绝缘掩模被切割以对应于该电解铜箔的变化区域，使得该绝缘掩模产生对电沉积过程的干扰以平均该变化。

技术领域

本发明涉及一种具有均匀厚度的改良的电解铜箔、以及制造该电解铜箔的方法。

背景技术

电解铜箔应用于各种产品。举例而言，其为印刷电路板不可或缺的一部分。双面光泽铜箔涂覆有电极活性材料并用作锂离子二次电池的负极板。因此，许多电子产品至少部分地仰赖电解铜箔。

一种典型用于制造电解铜箔的装置包括金属阴极滚筒及不溶性尺寸稳定阳极(DSA)(也称为不溶性金属阳极)，该金属阴极滚筒可旋转并具有镜面抛光表面。该不溶性金属阳极装置于该金属阴极滚筒约下半部分并围绕该金属阴极滚筒。电解铜箔的连续制造是藉由该装置令铜电解液流动于该阴极滚筒和该阳极之间，并提供直流电于其中，以使铜电沉积于该阴极滚筒上，以及当得到预定厚度时自阴极滚筒上分离电解铜箔。

电解铜箔的厚度变化是由多个可变的制程参数决定。电解铜箔的生产效率，特别是超薄铜箔的生产效率，由于在加工过程中原箔的撕裂倾向而降低。当铜箔中出现厚度变化时，这个问题尤其严重。该铜箔的薄区域比厚区域脆弱，进一步而言，厚度的变化导致其它问题，例如，铜箔的卷曲和皱纹的形成(有时称为伸长皱纹)。此外，在电池和电路板等的电子装置中使用厚度变化大的铜箔，会由于劣化或故障而缩短这些装置的寿命。

发明内容

本发明涉及一种具有均匀厚度的改良的电解铜箔、以及制造该电解铜箔的方法。如上所述，电解铜箔在部分浸没于含铜电解液(例如硫酸铜/硫酸水溶液)中的旋转圆柱形滚筒上制造。当滚筒旋转时，在其外表面上镀覆一铜层。然后将该铜层从滚筒连续地剥离并卷起。滚筒的表面和尺寸稳定阳极的表面不完全均匀。表面上的干扰可由例如不完全抛光及/或有机或无机污染的堆积引起。由于该干扰，铜在滚筒表面上的电沉积是不均匀的。因此，电解铜箔的厚度也不均匀。电沉积只发生在滚筒和尺寸稳定阳极导电的区域。因此，在受干扰而抑制导电性的区域中，铜将不会在该滚筒的表面上继续形成(构建)。

进行电沉积以产生一测试铜箔。该测试铜箔是用来区分在电解铜箔中哪些沿着滚筒的区域产生较厚的区域以及哪些区域产生较薄的区域。测定该测试铜箔的厚度轮廓；厚度轮廓的示例如图2所示，点A、B、C及D太厚，而点E太薄。为了减少或消除厚度变化，切割一个或多个绝缘掩模(或板)以对应于厚度轮廓。该厚度轮廓代表沿着该滚筒长度方向的导电率和电镀时间，并从而用作裁切一个或多个绝缘掩模成型的参考指标。例如，图2中所示的厚度轮廓可用于构建图3中所示的绝缘掩模。

图3中的绝缘掩模在点A、B、C和D处较厚，在点E处较薄。该绝缘掩模附接到该尺寸稳定阳极。掩模较厚的部分将减少电镀时间(造成干扰)，使得较少的铜沿着该滚筒的相应区域中电沉积。相反地，掩模较薄的部分将允许更多的电镀时间，因此在沿着该滚筒的相应区域中形成更多的铜。因此，该电解铜箔中的「峰」和「谷」(或变化)变得最小化或消除。

在一些实施例中，使用以逐步方式逐渐调整偏差的多个掩模是有用的。使用多个掩模会减少任何单个掩模对沉积过程的总体影响。多个掩模导致形成多个界面线。

界面线为在铜的两个不同的晶粒之间的界面形成的一条线。该等不同的晶粒的产生，来自于该阴极滚筒及该尺寸稳定阳极之间的该绝缘掩模所引起的干扰。每个绝缘掩模会在该滚筒与该尺寸稳定阳极之间造成一个干扰。铜晶粒的生长会受到干扰，因此形成不同晶粒的层。在该电解铜箔中形成的界面线可藉由沿着该电解铜箔的横向(TD)方向刻蚀该横截面区域来观察，如图6及图7所示。