权利要求
1.一种超薄高挠曲高精度压延
铜箔制备方法，其特征在于，包括步骤如下：
S1、双层叠轧：
将铜箔带材放置到放卷机上，通过偏导辊和导向辊复合在一起，再通过轧辊进行双层叠轧，使两块铜箔带在轧制过程中相互贴合，形成
复合铜箔带;
S2、同步轧制：
对步骤S1中得到的复合铜箔带进行同步轧制，使复合铜箔带的厚度均匀减小，同时提高内部组织结构的致密性和均匀性;
S3、异步轧制：
对步骤S2中同步轧制后的复合铜箔带进行异步轧制，使复合铜箔带在轧制过程中产生剪切应力，细化晶粒，提高挠曲性和尺寸精度;
S4、成品退火：
对步骤S3中异步轧制后的铜箔进行成品退火处理，消除内应力，细化晶粒，提高塑性和韧性;
S5、表面处理：
对步骤S4中退火处理后的铜箔进行化学清洗、表面钝化、表面清洗及干燥处理，提高铜箔表面质量。
2.根据权利要求1所述的超薄高挠曲高精度压延铜箔制备方法，其特征在于，所述步骤S1中铜箔带材厚度为20~50μm，宽度为100 mm-600 mm。
3.根据权利要求1所述的超薄高挠曲高精度压延铜箔制备方法，其特征在于，所述步骤S1中双层叠轧工艺的轧制速度为10-20m/min，轧制变形量为30-70%。
4.根据权利要求1所述的超薄高挠曲高精度压延铜箔制备方法，其特征在于，所述步骤S2中同步轧制工艺的轧制速度为20-30m/min，轧制变形量为20-50%。
5.根据权利要求1所述的超薄高挠曲高精度压延铜箔制备方法，其特征在于，所述步骤S3中异步轧制工艺的轧制变形量为20-50%，异步轧机轧辊速度V2：V1为1.5～2.5。
6.根据权利要求1所述的超薄高挠曲高精度压延铜箔制备方法，其特征在于，所述步骤S3中挠曲性次数高于1000次。
7.根据权利要求1所述的超薄高挠曲高精度压延铜箔制备方法，其特征在于，所述步骤S4中成品退火处理在氮气保护下连续退火，退火温度为450-550℃，保温时间为5-30s，退火后的铜箔在氮气保护气氛中快速冷却至室温，冷却速率为 50~100°C/s。
8.根据权利要求1所述的超薄高挠曲高精度压延铜箔制备方法，其特征在于，所述步骤S5中化学清洗采用质量分数为5~10%的 H2SO4酸洗，酸洗时间为 10- 30 s，表面钝化采用BTA钝化，钝化时间为 30 - 60 s，干燥方式采用热风烘干或真空干燥。
9.根据权利要求1所述的超薄高挠曲高精度压延铜箔制备方法，其特征在于，所述步骤S5中得到的铜箔厚度不超过6μm。
说明书
技术领域
[0001]本发明涉及金属材料加工技术领域，特别是指一种超薄高挠曲高精度压延铜箔制备方法。
背景技术
[0002]随着电子信息技术的发展，对电子元器件的微型化、轻量化、高性能化提出了更高的要求。压延铜箔作为电子元器件的重要基础材料，其厚度、挠曲性、精度等性能直接影响着电子元器件的性能。传统的压延铜箔制备技术存在厚度不均匀、挠曲性差、精度低等问题，难以满足高端电子元器件的需求。而且现有技术在铜箔的耐折性能方面，由于其自身的物理性质和制备工艺的限制，导致铜箔在弯曲、折叠等操作过程中容易产生断裂、裂纹等现象，严重影响了产品的质量和使用寿命。
[0003]目前在压延铜箔的制备中，有通过控制铜溶液成分，解决压延铜箔耐折性能不佳的问题，但需额外添加Sn和P元素，对原料要求较高。现有技术中，还有利用现有的四辊轧机，能够生产出0.012~0.10mm的超薄铜箔，但铜箔厚度仍较厚，且存在厚度不均匀的问题。现有技术中，还有通过在多道次轧制工序的中间增设至少一道退火工序，以制备得到压延铜箔，但所得铜箔厚度往往达不到超薄的要求。
[0004]因此，开发一种能够制备超薄、高挠曲性、高精度压延铜箔的技术具有重要的现实意义。
发明内容
[0005]为了解决现有技术存在的上述技术问题，本发明实施例提供了一种超薄高挠曲高精度压延铜箔制备方法，该方法通过双层叠轧、同步轧制和异步轧制工艺，能够制备出厚度均匀、挠曲性好、精度高的超薄压延铜箔。所述技术方案如下：
[0006]一种超薄高挠曲高精度压延铜箔制备方法，包括步骤如下：
[0007]S1、双层叠轧：
[0008]将铜箔带材放置到放卷机上，通过偏导辊和导向辊复合在一起，再通过轧辊进行双层叠轧，使两块铜箔带在轧制过程中相互贴合，形成复合铜箔带;
[0009]S2、同步轧制：
[0010]对步骤S1中得到的复合铜箔带进行同步轧制，使复合铜箔带的厚度均匀减小，同时提高内部组织结构的致密性和均匀性;
[0011]S3、异步轧制：
[0012]对步骤S2中同步轧制后的复合铜箔带进行异步轧制，使复合铜箔带在轧制过程中产生剪切应力，细化晶粒，提高挠曲性和尺寸精度;
[0013]S4、成品退火：
[0014]对步骤S3中异步轧制后的铜箔进行成品退火处理，消除内应力，细化晶粒，提高塑性和韧性;
[0015]S5、表面处理：
[0016]对步骤S4中退火处理后的铜箔进行化学清洗、表面钝化、表面清洗及干燥处理，提高铜箔表面质量。
[0017]所述步骤S1中铜箔带材厚度为20~50μm，宽度为100mm-600mm。
[0018]所述步骤S1中双层叠轧工艺的轧制速度为10-20m/min，轧制变形量为30-70%。
[0019]优选的，双层叠轧工艺的轧制速度为12-19m/min，轧制变形量为35-65%。
[0020]所述步骤S2中同步轧制工艺的轧制速度为20-30m/min，轧制变形量为20-50%。
[0021]优选的，同步轧制工艺的轧制速度为22-29m/min，轧制变形量为25-40%。
[0022]所述步骤S3中异步轧制工艺的轧制变形量为20-50%，异步轧机轧辊速度V2：V1为1.5～2.5。
[0023]优选的，异步轧制工艺的轧制变形量为30-45%，异步轧机轧辊速度V2：V1为1.6～2.3。
[0024]所述步骤S3中挠曲性次数高于1000次。
[0025]所述步骤S4中成品退火处理在氮气保护气氛下连续退火，退火温度为450-550℃，保温时间为5-30s，退火后的复合铜箔在氮气保护气氛中快速冷却至室温，冷却速率为 50~100°C/s。
[0026]优选的，退火处理的温度为480-510℃，保温时间为10-25s。
[0027]所述步骤S5中化学清洗采用质量分数为5~10% 的H2SO4酸洗，酸洗时间为10 - 30s，表面钝化采用BTA钝化，钝化时间为30-60s，表面清洗采用去离子水或超声波清洗，干燥方式采用热风烘干或真空干燥。
[0028]优选的，酸洗采用质量分数10%的硫酸溶液进行清洗。
[0029]所述步骤S5中得到的铜箔厚度不超过6μm。
[0030]本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果至少包括：
[0031]上述方案，通过将两块
铜板带坯料叠放在一起进行双层叠轧，能够有效提高铜箔的厚度均匀性和内部组织的致密性，减少厚度波动。同步轧制进一步均匀化铜箔的厚度，并提高其内部结构的均匀性，确保铜箔在后续加工中的稳定性。异步轧制通过在轧制过程中引入剪切应力，细化晶粒，显著提高铜箔的挠曲性和精度，使其更适合高端电子元器件的应用。通过双层叠轧、同步轧制和异步轧制的组合工艺，本发明制备的压延铜箔厚度可达到6μm以下，挠曲性优良，精度高，能够满足高端电子元器件的需求。总之，本发明工艺简单，易于实现工业化生产，具有广阔的应用前景。
附图说明
[0032]为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0033]图1为本发明轧制过程示意图;
[0034]图2为本发明实施例1制备的压延铜箔的SEM照片。
[0035]其中：1-开卷筒Ⅰ;2-开卷筒Ⅱ;3-偏导辊Ⅰ;4-偏导辊Ⅱ;5.-导向辊Ⅰ;6-双辊轧机;7-导向辊II;8-同步轧机;9-导向辊III;10-熨平辊Ⅰ;11-熨平辊Ⅱ;12-异步轧机;13-熨平辊III;14-熨平辊IV;15-偏导辊Ⅲ;16-偏导辊Ⅳ;17-偏导辊Ⅴ;18-偏导辊Ⅵ;19- S辊Ⅰ;20-偏导辊Ⅶ;21.-S辊Ⅱ;22-收卷筒Ⅰ;23-收卷筒Ⅱ。
具体实施方式
[0036]下面结合附图，对本发明中的技术方案进行描述。
[0037]在本发明实施例中，“示例地”、“例如”等词用于表示作例子、例证或说明。本发明中被描述为“示例”的任何实施例或设计方案不应被解释为比其它实施例或设计方案更优选或更具优势。确切而言，使用示例的一词旨在以具体方式呈现概念。此外，在本发明实施例中，“和/或”所表达的含义可以是两者都有，或者可以是两者任选其一。
[0038]为使本发明要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。
[0039]本发明实施例提供了一种超薄高挠曲高精度压延铜箔制备方法。该方法可以包括如下的步骤：
[0040]S1、双层叠轧：
[0041]将铜箔带材放置到放卷机上，通过偏导辊和导向辊复合在一起，再通过轧辊进行双层叠轧，使两块铜箔带在轧制过程中相互贴合，形成复合铜箔带;
[0042]S2、同步轧制：
[0043]对步骤S1中得到的复合铜箔带进行同步轧制，使复合铜箔带的厚度均匀减小，同时提高内部组织结构的致密性和均匀性;
[0044]S3、异步轧制：
[0045]对步骤S2中同步轧制后的复合铜箔带进行异步轧制，使复合铜箔带在轧制过程中产生剪切应力，细化晶粒，提高挠曲性和尺寸精度;
[0046]S4、成品退火：
[0047]对步骤S3中异步轧制后的铜箔进行成品退火处理，消除内应力，细化晶粒，提高塑性和韧性;
[0048]S5、表面处理：
[0049]对步骤S4中退火处理后的铜箔进行化学清洗、表面钝化、表面清洗及干燥处理，提高铜箔表面质量。
[0050]下面结合具体实施例予以说明。
[0051]如图1，在具体实施过程中，将两卷铜箔带材分别经开卷筒I1、开卷筒II2后在偏导辊I3和偏导辊II4处叠合在一起，经导向辊I5进入双辊轧机6进行双层叠轧，形成复合铜箔带;
[0052]得到的复合铜箔带经导向辊II7进入同步轧机8进行同步轧制;
[0053]然后经导向辊II9送入熨平辊I10和熨平辊II11进一步平整后，进入异步轧机12进行异步轧制，异步轧制后的箔带经熨平辊III13、熨平辊IV14再次平整后，经偏导辊III15和偏导辊IV16分开，其中一卷经偏导辊V17、偏导辊VII20后通过S辊II21进入收卷筒I22，另一卷经偏导辊VI18后通过S辊I19进入收卷筒II23。
[0054]至此，完成整个轧制过程，再经表面处理和分切，得到成品铜箔。
[0055]实施例1
[0056]1. 选用20μm厚的铜箔带材作为原料，保证铜箔带表面干净、无氧化层和杂质;
[0057]2. 将两卷铜箔带材放置到放卷机上，通过偏导辊和导向辊复合在一起，采用双层叠轧工艺进行轧制，轧制速度为15m/min，轧制变形量为40%。
[0058]3. 对复合铜箔带进行同步轧制，轧制速度为25m/min，轧制变形量为30%。
[0059]4. 对同步轧制后的复合铜箔带进行异步轧制，异步轧机轧辊速度V2：V1为1.5，轧制变形量为40%。
[0060]5. 对异步轧制后的铜箔进行成品退火处理，退火温度为450℃，保温时间为6s，退火后的铜箔在氮气保护下以50℃/s的速率冷却至室温。
[0061]6. 对退火处理后的铜箔进行30s酸洗，然后进行30s表面钝化，经表面清洗后真空干燥，得到厚度为6μm的超薄铜箔。
[0062]所制得的压延铜箔SEM图如图2所示。
[0063]实施例2
[0064]1. 选用25μm厚的铜箔带材作为原料，保证铜箔带表面干净、无氧化层和杂质;
[0065]2. 将两卷铜箔带材放置到放卷机上，通过偏导辊和导向辊复合在一起，采用双层叠轧工艺进行轧制，轧制速度为18m/min，轧制变形量为45%。
[0066]3. 对复合铜箔带进行同步轧制，轧制速度为28m/min，轧制变形量为35%。
[0067]4. 对同步轧制后的复合铜箔带进行异步轧制，异步轧机轧辊速度V2：V1为1.8，轧制变形量为45%。
[0068]5. 对异步轧制后的铜箔进行成品退火处理，退火温度为480℃，保温时间为8s，退火后的铜箔在氮气保护下以60℃/s的速率冷却至室温。
[0069]6. 对退火处理后的铜箔进行30 s酸洗，然后进行40s表面钝化，经表面清洗后真空干燥，得到厚度为6μm的超薄铜箔。
[0070]实施例3
[0071]1. 选用30μm厚的铜箔带材作为原料，保证铜箔带表面干净、无氧化层和杂质;
[0072]2. 将两卷铜箔带材放置到放卷机上，通过偏导辊和导向辊复合在一起，采用双层叠轧工艺进行轧制，轧制速度为12m/min，轧制变形量为35%。
[0073]3. 对复合铜箔带进行同步轧制，轧制速度为22m/min，轧制变形量为35%。
[0074]4. 对同步轧制后的复合铜箔带进行异步轧制，异步轧机轧辊速度V2：V1为2.0，轧制变形量为35%。
[0075]5. 对异步轧制后的铜箔进行成品退火处理，退火温度为520℃，保温时间为15s，退火后的铜箔在氮气保护下以80℃/s的速率冷却至室温。
[0076]6. 对退火处理后的铜箔进行20 s酸洗，然后进行40s表面钝化，经表面清洗后真空干燥，得到厚度为5μm的超薄铜箔。
[0077]实施例4
[0078]1. 选用40μm厚的铜箔带材作为原料，保证铜箔带表面干净、无氧化层和杂质;
[0079]2. 将两卷铜箔带材放置到放卷机上，通过偏导辊和导向辊复合在一起，采用双层叠轧工艺进行轧制，轧制速度为16m/min，轧制变形量为42%。
[0080]3. 对复合铜箔带进行同步轧制，轧制速度为26m/min，轧制变形量为42%。
[0081]4. 对同步轧制后的复合铜箔带进行异步轧制，异步轧机轧辊速度V2：V1为2.2，轧制变形量为42%。
[0082]5. 对异步轧制后的铜箔进行成品退火处理，退火温度为460℃，保温时间为20s，退火后的铜箔在氮气保护下以80℃/s的速率冷却至室温。
[0083]6. 对退火处理后的铜箔进行20 s酸洗，然后进行50s表面钝化，经表面清洗后真空干燥，得到厚度为4μm的超薄铜箔。
[0084]实施例5
[0085]1. 选用50μm厚的铜箔带材作为原料，保证铜箔带表面干净、无氧化层和杂质;
[0086]2. 将两卷铜箔带材放置到放卷机上，通过偏导辊和导向辊复合在一起，采用双层叠轧工艺进行轧制，轧制速度为19m/min，轧制变形量为48%。
[0087]3. 对复合铜箔带进行同步轧制，轧制速度为29m/min，轧制变形量为38%。
[0088]4. 对同步轧制后的复合铜箔带进行异步轧制，异步轧机轧辊速度V2：V1为2.4，轧制变形量为28%。
[0089]5. 对异步轧制后的铜箔进行成品退火处理，退火温度为490℃，保温时间为30s，退火后的铜箔在氮气保护下以100℃/s的速率冷却至室温。
[0090]6. 对退火处理后的铜箔进行20 s酸洗，然后进行60s表面钝化，经表面清洗后真空干燥，得到厚度为5μm的超薄铜箔。
[0091]对比例1
[0092]采用传统压延铜箔制备技术制备压延铜箔，具体步骤如下：
[0093]1. 选用50μm厚的铜箔带材作为原料，保证铜箔带表面干净、无氧化层和杂质;
[0094]2. 第一道次轧制：将铜箔带坯料放置到轧机上，设定轧制速度为 12m/min，轧制变形量为 30%。
[0095]3. 第二道次轧制：第一道次轧制完成后，将铜箔送入下一道轧机。第二道次轧制速度为 10m/min，轧制变形量为 25%。
[0096]4. 第三道次轧制：第三道次轧制速度为 8m/min，轧制变形量为 20%。在轧制过程中，采用高精度的测厚仪实时监测铜箔厚度，根据测量结果及时调整轧制参数。
[0097]5. 第四道次轧制：最后一道次轧制速度为 6m/min，轧制变形量为 15%，对铜箔进行精细加工，保证铜箔的厚度均匀性和表面平整度。经过四道次轧制后，铜箔厚度从50μm逐步减小，接近最终目标厚度。
[0098]6. 退火处理：对轧制后的铜箔进行退火处理，将铜箔放入退火炉中，设定退火温度为 450℃，保温时间为1 h。在退火过程中，通入高纯氮气作为保护气体，防止铜箔在高温下氧化。退火结束后，以 50℃/s 的速率在氮气保护下冷却至室温，快速冷却有助于保持铜箔的组织性能，避免晶粒过度长大。
[0099]7. 表面处理：对退火处理后的铜箔进行 60 s 酸洗，去除退火过程中可能产生的氧化膜和杂质。酸洗完成后，进行 30s 表面钝化处理，在铜箔表面形成一层致密的钝化膜，提高铜箔的抗氧化和耐腐蚀性能。随后，对铜箔进行表面清洗，去除残留的酸液和钝化液，最后采用真空干燥设备进行干燥，得到厚度为 10 μm 的铜箔，该铜箔表面光洁、性能稳定。
[0100]性能测试
[0101]对实施例1、实施例2、实施例3、实施例4、实施例5和对比例1制备的压延铜箔进行性能测试，结果如表1所示。
[0102]表1
[0103]
[0104]从表1可以看出，本发明实施例1至实施例5制备的压延铜箔在厚度均匀性、抗拉强度、延伸率、挠曲性和表面粗糙度等方面均优于对比例1。这表明本发明提供的超薄高挠曲高精度压延铜箔制备技术能够有效提高压延铜箔的综合性能，满足高端电子元器件的需求。
[0105]以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。
说明书附图(2)
声明：
“超薄高挠曲高精度压延铜箔制备方法” 该技术专利(论文)所有权利归属于技术(论文)所有人。仅供学习研究，如用于商业用途，请联系该技术所有人。
我是此专利(论文)的发明人(作者)
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编辑：北方有色网
来源：江西理工大学
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