厚铜箔的生产工艺与技术难点

前面文章我们介绍了厚铜箔的优异性能及应用场景，本期我们将重点介绍厚铜箔的生产工艺及技术难点。目前，铜箔的生产工艺主要分为两种——电解工艺和压延工艺。其中，电解铜箔由于制造工艺更加简单、生产成本更低，是目前市场上主流的铜箔产品。而压延铜箔主要应用于挠性线路板（FPC）如（折叠屏、可穿戴电子产品、航空航天、电子电气、通信设备、汽车制造等领域），目前全球压延铜箔产能主要集中在美日企业手中，如日本的日矿金属、福田金属等企业占据了全球80%以上的市场份额。下面，我们首先了解一下电解工艺。

电解铜箔生产工艺

图2 电解铜箔生产流程图

电解工艺生产厚铜箔的技术难点及解决方案

铜在电解生箔机的阴极上的沉积作为一种金属的电结晶过程，由晶体形核、晶体核心生长和晶体的成长三个过程组成。结晶初期，铜会在阴极表面上最活性的极点上开始形成晶核，而不是在全部阴极铜表面上沉积。被沉积的铜晶体会优先在基体金属晶体的棱角上生成，然后电流只通过这些点来传送。于是在沉积过程中这些点的实际电流密度比整个阴极表面的平均电流密度要大的多。

与常规铜箔相比，生产电解厚铜箔的难点主要有四个：

1.颗粒尺寸均一性：厚铜箔由于生产过程中阴极辊转速慢，沉积时间久的原因，导致铜箔表面形貌均匀性差，颗粒尺寸均一性差；

花园新能源通过对抛光条件的改善，改变阴极辊表面形貌，降低阴极辊表面粗糙度，提升阴极辊表面电沉积点均匀性，从而提升铜箔表面形貌；

2.上液流量均匀性：上液流量分布不均匀会导致电沉积过程中局部位置铜浓度差异大，浓差极化加大，造成电镀均匀性差，

花园新能源通过对上液分布器进行改造，采用多孔上液分布器，达到上液流量均匀分布的效果。

3.添加剂的选型：添加剂是铜箔生产中的核心技术，直接关系到铜箔的性能和表面形貌。由于厚铜箔生产工艺的特殊性，厚铜箔添加剂与常规铜箔的种类和浓度有很大的不同。厚铜箔生产时铜箔在镀液里时间长，如添加剂添加不合理，会导致厚铜箔力学性能、表面粗糙度不合格、山型的大小及分布不均匀（图3）等情况，进而降低厚铜可加工性。

图3 毛面山型

针对此项问题：花园新能源专门开发了厚铜箔专用添加剂。此添加剂开发的厚铜箔已在下游多家客户验证合格，并批量交付。

压延铜箔生产工艺

图4 压延铜箔生产流程图

压延工艺生产厚铜箔的局限

图5 压延原理示意图

花园新能源压延铜箔的优势

小结：无论在电解厚铜箔还是压延厚铜箔，花园新能源都具有很大技术及设备优势，可以为下一步大功率、大电流、高电压PCB的广泛推广和大规模应用创造更大价值。

下期我们将比较电解厚铜箔和压延厚铜箔的性能差异以及对下游使用的影响。