[发明专利]具有表面多孔结构的铜箔的制备工艺及其产品和应用

说明书

本发明公开了一种具有表面多孔结构的铜箔的制备工艺及其产品和应用，该制备工艺以铜箔为基体，通过电化学镀锌、热处理、湿化学冶金浸析等一系列步骤制备得到，具体包括：配置电沉积镀液，以铜箔片作为阴极，经电沉积在铜箔片表面电镀锌层；将该电镀有锌层的铜箔片进行热处理形成表面含有铜锌合金的铜箔片；最后浸入化学浸锌液中，经反应后制备得到具有表面多孔结构的铜箔；该制备工艺简单、可控，能耗低；制备得到的铜箔表面具有多孔结构，具有孔径尺寸分步窄，孔密度高的优势，因此兼具低的表面粗糙度与高的抗剥离强度(与高分子材料间)，尤其适合应用于5G通讯、电子电路领域和锂离子电池集流体中的应用。

技术领域

本发明涉及多孔金属材料的技术领域，尤其涉及一种具有表面多孔结构的铜箔的制备工艺及其产品和在5G通讯、电子电路领域、锂离子电池集流体中的应用。

背景技术

铜作为一种具有高电导率、成本适中、可加工性优越的导体材料，在PCB(印制电路板)以及整个电子领域、锂离子电池负极集流体领域中占主导位置。

电子铜箔作为PCB及CCL(铜箔基板)的重要材料，其性能也将成为高速、高频信号的传输损耗一个重要组成因素。适应5G时代的电子铜箔信号传输损耗，开发和生产满足PCB及CCL对高速、高频化要求的低轮廓电解铜箔具有重要意义。为了保证信号的完整性，铜箔厂家越来越渴望降低铜表面粗糙度(一般Rz要求低于1.0μm)。但铜的粗糙度降低后，铜与高分子层压板间的剥离强度一般也会降低。因此，开发即具有低粗糙度又不会明显劣化与高分子基板材料间的剥离强度的铜箔是5G通讯、高频高速电子电路领域亟待解决的难题。

申请公布号为CN 112635772 A的中国专利文献中公开了一种锂电池用多孔铜箔及其制备方法和应用，该多孔铜箔包括无孔铜箔基底和覆盖在无孔铜箔基底表面的多孔铜箔层；该多孔铜箔层含有铜元素和助剂元素，优选金属元素Bi。制备方法包括：在无孔铜箔基底表面覆盖合金铜箔层，然后将该合金铜箔层进行去合金处理。

该技术方案制备的多孔铜箔具有规整的多孔结构及较高的孔隙率，尤其适用于锂离子电池领域，但若将其用于5G领域，将存在以下问题：

1、该多孔铜箔层是经通过电沉积工艺沉积于无孔铜箔基底，两者间的作用力有限，若将其与高分子材料进行粘结后制造PCB及CCL，其剥离强度将无法满足应用要求。

2、该工艺制备的多孔铜箔的孔隙率为20～31％，该孔隙率下无法满足5G领域对于低表面粗糙度的要求。

3、该制备工艺中去合金化处理采用了先碱性腐蚀剂接触后酸性腐蚀剂接触的工艺，不仅耗时长，且采用的碱性腐蚀剂与酸性腐蚀剂均具有较强的腐蚀性能，增加了生产的危险性，且大大增加了废水的处理量。

发明内容

针对高频高速通讯领域用铜箔存在的问题，本发明公开了一种具有表面多孔结构的铜箔的制备工艺，工艺简单、可控，能耗低；制备得到的铜箔表面具有多孔结构，兼具低的表面粗糙度与高的抗剥离强度(与高分子材料间)，尤其适合应用于5G通讯、电子电路等领域。

具体技术方案如下：

一种具有表面多孔结构的铜箔的制备工艺，以铜箔片为原料，具体包括：

S1：配置电沉积镀液，以铜箔片作为阴极，经电沉积在铜箔片表面电镀锌层；

S2：将步骤S1中获得的电镀有锌层的铜箔片进行热处理形成表面含有铜锌合金的铜箔片；

S3：将步骤S2制备的表面含有铜锌合金的铜箔片浸入化学浸锌液中，经反应后制备得到具有表面多孔结构的铜箔。