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附载体极薄铜箔的剥离机制

精密成形工程 2024年第8期16卷 11-18页

作者：殷光茂韩俊青杨祥魁王浩然武玉英山东大学材料液固结构演变与加工教育部重点实验室济南250061 山东金宝电子有限公司山东招远265400

目的研究一种极薄铜箔制备过程中所需要的新型剥离层结构,以此来实现极薄铜箔的顺利剥离。方法利用两步电沉积法制备了可剥离的极薄铜箔,利用EBSD分析了“载体铜箔-剥离层-极薄铜箔”结构的附载体铜箔截面晶粒分布规律,利用聚焦离子束技... 详细信息

目的研究一种极薄铜箔制备过程中所需要的新型剥离层结构,以此来实现极薄铜箔的顺利剥离。方法利用两步电沉积法制备了可剥离的极薄铜箔,利用EBSD分析了“载体铜箔-剥离层-极薄铜箔”结构的附载体铜箔截面晶粒分布规律,利用聚焦离子束技术(FIB)制备了TEM样品,通过HRTEM对“载体铜箔-剥离层-极薄铜箔”结构中剥离层/极薄铜箔、剥离层/载体铜箔的界面微观结构进行了研究。结果与单一Ni剥离层相比,通过两步电沉积法制备的复合剥离层(Ni,Cr-O)具有更好的可剥离性,复合剥离层由有序Ni层和无序Cr-O层组成。复合剥离层中的Ni层与载体铜箔相结合,界面完全共格,形成较强的界面结合;复合剥离层中的无序Cr-O层与极薄铜箔相结合,Cr-O层与极薄铜箔界面原子紊乱,形成较弱的界面结合。对制备的极薄铜箔剥离强度进行测试可知,极薄铜箔与载体铜箔能够剥离,极薄铜箔与剥离层之间的剥离强度约为0.01N/mm。结论利用载体铜箔-剥离层、极薄铜箔-剥离层结合界面的差异化实现了界面结合的差异化,复合剥离层内有序和无序的结构分布调控了载体铜箔与剥离层、极薄铜箔与剥离层之间的界面结合,使剥离层与极薄铜箔之间的结合弱于剥离层与载体铜箔之间的结合,有助于极薄铜箔与剥离层分离,同时剥离层与载体铜箔之间不会分离,进而获得可洁净剥离的极薄铜箔。

关键词：极薄铜箔剥离层界面载体铜箔剥离强度

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高强极薄铜箔制造过程的质量管控要素及常见质量问题的应对分析

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电镀与精饰 2024年第4期46卷 66-73页

作者：黄开程杨祥魁姜洪权周智陈富民高建民程虎跃朱义刚西安交通大学机械制造系统工程国家重点实验室陕西西安710049 山东金宝电子有限公司山东招远265400

随着电子产品的小型化、轻薄化,对电解铜箔的厚度和性能都提出了更高的要求,厚度更薄且综合性能更强的高强极薄铜箔的研发及产业化生产已经成为我国亟需解决的重要问题。由于高强极薄铜箔的制造过程复杂且耦合性强,产品质量控制因素多... 详细信息

随着电子产品的小型化、轻薄化,对电解铜箔的厚度和性能都提出了更高的要求,厚度更薄且综合性能更强的高强极薄铜箔的研发及产业化生产已经成为我国亟需解决的重要问题。由于高强极薄铜箔的制造过程复杂且耦合性强,产品质量控制因素多且质量问题影响因素复杂,制造过程的质量稳定性控制已成为制约高强极薄铜箔产业化生产的主要瓶颈问题。因此,以电解式高强极薄铜箔制造过程为主线,对各阶段产品的质量管控要素、质量管控方式以及常见质量问题的应对方法进行了系统的分析和探讨,致力于形成系统化的领域专家经验知识,为高强极薄铜箔制造过程的质量控制及量化稳定生产提供解决对策。

关键词：高强极薄铜箔制造过程质量管控质量问题

晶粒尺寸对竹节晶铜箔微轧制变形行为影响的模拟

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中国有色金属学报 2024年第3期34卷 841-854页

作者：陈守东卢日环陈晨铜陵学院机械工程学院铜陵244061 东北大学轧制技术及连轧自动化国家重点实验室沈阳110819 铜陵学院工程液压机器人安徽普通高校重点实验室铜陵244061 燕山大学国家冷轧板带装备及工艺工程技术研究中心秦皇岛066004

高性能铜箔已经广泛应用于新能源、微电子等领域,为降低其制备成本和调控组织性能,对拉拔−压缩−剪切复合成形条件下的竹节晶铜箔轧制微观变形行为进行研究。建立微观尺度的晶体塑性有限元模型,分析竹节晶微轧制变形的晶粒尺寸效应。该... 详细信息

高性能铜箔已经广泛应用于新能源、微电子等领域,为降低其制备成本和调控组织性能,对拉拔−压缩−剪切复合成形条件下的竹节晶铜箔轧制微观变形行为进行研究。建立微观尺度的晶体塑性有限元模型,分析竹节晶微轧制变形的晶粒尺寸效应。该微观模型将每个离散单元只是作为晶粒的组成部分,同时在积分点上采用单晶体本构模型建立本构方程。结果表明:微观层次复合轧制竹节晶铜箔的变形特征表现为高度的异向性和局部化;竹节晶铜箔轧制力变化符合类似Hall-Petch关系,即轧制力随晶粒尺寸的减小而增大;随着晶粒尺寸减小,复合轧制竹节晶铜箔的滑移均匀性和晶界滑移协调能力均增强;动态剪切带和变形带随着晶粒尺寸的减小向晶界偏移。为保证轧制竹节晶铜箔变形的稳定性和进一步减薄,晶粒尺寸小于100μm为宜。

关键词：竹节晶轧制晶体塑性有限元晶粒尺寸效应微观变形

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电解铜箔截面微观组织的EBSD分析

精密成形工程 2024年第7期16卷 233-238页

作者：韩俊青武玉英刘树帅刘相法山东大学材料液固结构演变与加工教育部重点实验室济南250061

目的通过树脂包埋结合离子截面抛光的制备方法,实现铜箔样品的截面EBSD分析,进而利用截面EBSD分析方法探究电流密度对铜箔组织性能的影响。方法通过使用热固性树脂对铜箔进行包埋,使用加热平台使胶体凝固,对得到的包埋好的铜箔试样在砂... 详细信息

目的通过树脂包埋结合离子截面抛光的制备方法,实现铜箔样品的截面EBSD分析,进而利用截面EBSD分析方法探究电流密度对铜箔组织性能的影响。方法通过使用热固性树脂对铜箔进行包埋,使用加热平台使胶体凝固,对得到的包埋好的铜箔试样在砂纸上进行截面打磨,放入截面离子抛光仪中进行离子切割,样品制备完成后,将样品取下。使用电子背散射(EBSD)作为电镜附件,进行晶体学取向的表征。结果结合截面微观组织的EBSD分析方法,分析了电流密度对铜箔组织性能的影响,结果表明,随着电流密度的增大,电解铜箔的晶粒尺寸呈现出先减小后增大的趋势,孪晶密度和位错密度呈现出先增大后减小的趋势,抗拉强度在45 A/dm^(2)时达到最大547.05 MPa。结论该方法可以利用EBSD分析软件自动分析铜箔截面的晶粒粒度分布、孪晶密度等,并将这些微观结构特征与力学性能结果进行详细对比分析,验证了电流密度对铜箔组织和性能的显著影响。

关键词：电解铜箔样品制备截面离子抛光电子背散射衍射微观组织

附载体极薄铜箔中新型无机/有机复合剥离层的研究

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电镀与涂饰 2024年第10期43卷 49-55页

作者：张少强卢伟伟宋克兴刘海涛武玉英杨祥魁樊斌锋王庆福河南科技大学化学化工学院河南洛阳471023 河南省有色金属材料科学与加工技术重点实验室河南洛阳471023 河南科技大学材料科学与工程学院河南洛阳471023 山东大学材料科学与工程学院山东济南250061 山东金宝电子有限公司山东招远265400 河南高精铜箔产业技术研究院有限公司河南灵宝472500

[目的]剥离层是成功制备和应用附载体极薄铜箔的关键所在。针对目前单一无机或有机剥离层存在的问题,开展了无机-有机复合剥离层的研究,以期实现载体箔/剥离层/极薄铜箔的多界面剥离强度的差异化控制。[方法]首先电沉积制备了35μm厚的... 详细信息

[目的]剥离层是成功制备和应用附载体极薄铜箔的关键所在。针对目前单一无机或有机剥离层存在的问题,开展了无机-有机复合剥离层的研究,以期实现载体箔/剥离层/极薄铜箔的多界面剥离强度的差异化控制。[方法]首先电沉积制备了35μm厚的铜箔为载体箔,然后依次电沉积Zn-Ni合金层和浸镀2-巯基苯并咪唑(2-MBI)有机层,构建了无机/有机复合剥离层,最后在复合剥离层上电沉积极薄铜箔,制备出附载体极薄铜箔。[结果]Zn-Ni合金层浸镀于2-MBI中时,2-MBI分子可通过其N原子和S原子与Zn、Ni发生键合而锚定在合金层表面,进而构成Zn-Ni合金/2-MBI复合剥离层,令载体箔与极薄铜箔之间的剥离强度适中(约0.083N/mm),且两者剥离后极薄铜箔的光面无Zn-Ni合金残留。[结论]采用无机/有机复合剥离层可实现载体箔/剥离层/极薄铜箔多界面剥离强度的差异化控制,为成功制备附载体极薄铜箔奠定了基础。

关键词：附载体极薄铜箔锌-镍合金 2-巯基苯并咪唑复合剥离层剥离强度

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低轮廓电解铜箔表面微细粗化工艺研究

精密成形工程 2024年第7期16卷 173-181页

作者：凌羽卢伟伟宋克兴刘海涛武玉英杨祥魁樊斌锋王庆福河南科技大学化学化工学院河南洛阳471023 河南科技大学材料科学与工程学院河南洛阳471023 河南省有色金属材料科学与加工技术重点实验室河南洛阳471023 山东大学材料科学与工程学院济南250061 山东金宝电子有限公司山东招远265400 河南高精铜箔产业技术研究院有限公司河南灵宝472500

目的针对低轮廓电解铜箔剥离强度不足的问题,进行铜箔表面微细粗化处理研究,通过在铜箔表面生成可控形态的针状结构粗化层,以期在不影响低轮廓铜箔表面整体轮廓的条件下,提高铜箔的抗剥离性能。方法采用电化学微细粗化法,以NaOH和K_(2)S... 详细信息

目的针对低轮廓电解铜箔剥离强度不足的问题,进行铜箔表面微细粗化处理研究,通过在铜箔表面生成可控形态的针状结构粗化层,以期在不影响低轮廓铜箔表面整体轮廓的条件下,提高铜箔的抗剥离性能。方法采用电化学微细粗化法,以NaOH和K_(2)S_(2)O_(8)的混合溶液为粗化电解液,研究电流密度、NaOH浓度及K_(2)S_(2)O_(8)浓度等主要工艺参数对铜箔表面针状结构形貌、粗糙度及铜箔剥离强度的影响。结果经过微细粗化处理后,低轮廓电解铜箔表面形成了针状多面体结构,在粗化电流密度为1.5 A/dm^(2)、粗化液中NaOH质量浓度为100 g/L、K_(2)S_(2)O_(8)质量浓度为20 g/L的条件下,粗化层形成的针状多面体结构致密且均匀,铜箔的剥离强度提升至0.48 N/mm。结论通过电化学微细粗化法,在低轮廓电解铜箔表面成功制备了针状结构的粗化层,通过优化微细粗化工艺参数,实现了铜箔表面针状结构粗化层的可控制备,在保证铜箔低表面粗糙度的同时,有效提高了铜箔的剥离强度。

关键词：电解铜箔微细粗化处理针状多面体粗糙度剥离强度

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反向处理铜箔微纳组织形成机理及其对力学性能的作用机制

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表面技术 2024年第16期53卷 219-228页

作者：高颢洋郑月红牛嘉楠朱敏喇培清祝思佳兰州理工大学材料科学与工程学院兰州730050 兰州理工大学省部共建有色金属先进加工与再利用国家重点实验室兰州730050

目的第五代移动通信技术(5G)时代,高频高速信号传输过程中由于“趋肤效应”引起的信号损耗甚至“失真”越来越严重,为了解决这一问题,提出了一种反向处理铜箔的新技术,然而国内当前应用的高性能反向处理铜箔(RTF)主要依赖进口,要想在短... 详细信息

目的第五代移动通信技术(5G)时代,高频高速信号传输过程中由于“趋肤效应”引起的信号损耗甚至“失真”越来越严重,为了解决这一问题,提出了一种反向处理铜箔的新技术,然而国内当前应用的高性能反向处理铜箔(RTF)主要依赖进口,要想在短时间内缩小国内外铜箔性能和生产效率的差距,最终实现这类高端铜箔的国产化,必须在明确该类铜箔微纳结构形成机理及其对性能影响的前提下,加快制备工艺的开发和优化。方法采用电镀法在阴极钛辊上沉积了电解生箔,在其光面进行粗化和镀Zn层等后续处理获得反向处理铜箔,同时以国外反向处理铜箔为参照,采用X射线衍射仪、扫描电子显微镜和透射电子显微镜详细分析其微纳组织与结构,采用激光共聚焦显微镜和万能试验机测量其粗糙度和拉伸性能。结果本工作中的RTF具有与国外商业产品相似的微观结构,由小的等轴晶和较大的柱状晶组成,且包含较多的纳米孪晶,孪晶界占比为30.8%,平均宽度为7.9 nm。S面是均匀的米粒状铜颗粒,而M面是较大的圆锥形铜颗粒。S面上的Zn层均匀致密,厚度约为6.5 nm,只有小部分Zn扩散到基底上形成CuZn3相。但从S面到M面,优选取向从(111)Cu逐渐变为(220)Cu,这与参比RTF略有不同。性能方面,参比RTF的Ra和Rz分别为1.22、1.42μm,抗拉强度为335.10 MPa,伸长率为15.5%,本工作中的RTF具有较低的粗糙度,Ra和Rz分别为0.68、1.03μm,其强度也具有明显优势(393.68 MPa),但延展性低于参比样品。通过对比分析,总结了铜箔在初始外延、过渡生长和电沉积条件控制的生长阶段3个阶段的生长特性,给出了影响每个阶段晶粒生长的主要因素,并且详细讨论了晶粒尺寸和纳米孪晶宽度对铜箔拉伸性能的影响。结论对RTF微观结构和性能的深入研究,有助于找到高性能铜箔国产化“瓶颈”的根源,为高性能铜箔在5G通信领域的进一步发展和应用奠定基础。

关键词：铜箔电镀反向处理微纳结构粗糙度拉伸性能

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电感耦合等离子体原子发射光谱法测定FPC用压延铜箔镀层中Ni、Co含量

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有色金属加工 2016年第1期45卷 23-26页

作者：薛方忠山东天和压延铜箔有限公司菏泽274000 山东省电子压延铜箔工程实验室菏泽274000

应用电感耦合等离子体原子发射光谱法（ICP-AES）同时测定压延铜箔镀层中镍、钴的含量,选择在钴分析谱线228.6nm和镍分析谱线231.6nm处进行测定,采用基体匹配法配置工作曲线;结果表明,该方法两种元素的回收率在99%~104%,相对标准偏差0.1... 详细信息

应用电感耦合等离子体原子发射光谱法（ICP-AES）同时测定压延铜箔镀层中镍、钴的含量,选择在钴分析谱线228.6nm和镍分析谱线231.6nm处进行测定,采用基体匹配法配置工作曲线;结果表明,该方法两种元素的回收率在99%~104%,相对标准偏差0.1%~0.9%。

关键词：电感耦合等离子体原子发射光谱法压延铜箔镀层镍钴

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压延铜箔用坯料的微观组织结构研究

有色金属加工 2015年第6期44卷 17-20页

作者：徐继玲于连生山东天和压延铜箔有限公司山东菏泽274000 山东省电子压延铜箔工程实验室山东菏泽274000

通过采用维氏硬度、拉力试验、金相、XRD织构测试及EBSD晶粒取向分布,对不同加工率下的高温短时间和低温长时间软化退火的压延铜箔坯料,进行了机械性能及组织结构的研究。结果表明,两种制程的坯料在机械性能一致的情况下,其内部组织结... 详细信息

通过采用维氏硬度、拉力试验、金相、XRD织构测试及EBSD晶粒取向分布,对不同加工率下的高温短时间和低温长时间软化退火的压延铜箔坯料,进行了机械性能及组织结构的研究。结果表明,两种制程的坯料在机械性能一致的情况下,其内部组织结构存在差异;相同加工率下,高温短时间退火的坯料具有少的孪晶和强的立方织构取向,且随着软化退火前加工率的增加,立方织构强度增强;而低温长时间退火的坯料则具有较多的孪晶和多种弱的取向织构。

关键词：压延铜箔坯料织构退火加工率