郭立功

（江西省江銅耶茲銅箔有限公司，江西 南昌 330096）

在電子工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域，電解銅箔作為生產(chǎn)基礎(chǔ)性材料，在電子產(chǎn)品信號(hào)和電力傳輸方面均具有廣闊的應(yīng)用范圍，也被稱(chēng)為溝通神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)。單純的電解銅箔也稱(chēng)電解生箔或者毛箔，因?yàn)槠渥匀荒蜔嵝院头€(wěn)定性均不突出，所以為了提高銅箔與外部絕緣體的結(jié)合性以及其包括耐熱性、抗氧化性、耐腐蝕性等物理特性，在銅箔生產(chǎn)前，對(duì)其表面均需要做出一定處理，提高銅箔焊接面的焊接耦合性以及與銅箔阻蝕劑的結(jié)合度。在現(xiàn)代生產(chǎn)領(lǐng)域，銅箔表面的處理技術(shù)主要包括銅箔粗化處理、銅箔表面阻擋處理以及銅箔鈍化處理等[1]。在處理中，銅箔表面阻擋層大多選擇金屬鋅進(jìn)行工藝加工。鍍鋅層的添加可以有效解決電解銅箔部分耐熱問(wèn)題，但是在銅箔腐蝕性問(wèn)題上并沒(méi)有完全克服。此外，生產(chǎn)研究發(fā)現(xiàn)，純鍍鋅銅箔再進(jìn)行刻蝕加工時(shí)很容易發(fā)生側(cè)蝕現(xiàn)象，致使銅箔表面和絕緣機(jī)體產(chǎn)生異化反應(yīng)，導(dǎo)致二者不能有效結(jié)合，嚴(yán)重時(shí)銅箔很有可能從絕緣機(jī)體上直接脫落。這也是導(dǎo)致我國(guó)電解銅箔產(chǎn)品質(zhì)量與國(guó)外產(chǎn)品具有一定差距的核心原因，因此研究電解銅箔表面處理工藝，對(duì)銅箔電子產(chǎn)品開(kāi)發(fā)研究具有十分重要的意義。而鎳鋅合金因?yàn)槠漭^高的抗腐蝕特性一直被廣泛應(yīng)用于汽車(chē)、航空航天、輕工、大型機(jī)械等行業(yè)領(lǐng)域。對(duì)此以實(shí)驗(yàn)的形式，研究了鎳鋅作為銅箔表面處理層的優(yōu)勢(shì)，并與傳統(tǒng)純鋅做出對(duì)比。

1 鎳鋅復(fù)合鍍鎳鍍性能測(cè)試

1.1 銅箔高溫變色抗性測(cè)試

為了保證測(cè)試充分性，實(shí)驗(yàn)用銅箔規(guī)格為10厘米×10厘米×180μm。首先對(duì)銅箔表面高溫變色抗性進(jìn)行對(duì)比分析。把分別使用鋅鎳鍍和純鋅鍍的樣品電解銅箔放入電熱控制器內(nèi)，恒定溫度設(shè)置為200攝氏度，進(jìn)行不間斷烘烤，觀測(cè)兩組銅箔在高溫環(huán)境下色彩變換情況[2]。整體色差結(jié)果如表1所示

表1 高溫烘烤實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)

根據(jù)表1信息可以看出，電解銅箔表面為純鋅鍍時(shí)，經(jīng)過(guò)高溫烘烤出現(xiàn)了明顯的色差變化，表面顏色由銀灰色向黃色轉(zhuǎn)變。微觀研究發(fā)現(xiàn)，在高溫烘烤時(shí)，通信發(fā)生銅分子擴(kuò)散現(xiàn)象，出現(xiàn)在銅箔表面出現(xiàn)了黃銅涂層，而鋅鎳鍍層可以有效避免這一情況的發(fā)生。

1.2 銅箔化學(xué)腐蝕性測(cè)試

在正常溫度下，把實(shí)驗(yàn)用電解銅箔鎳鋅鍍和純鋅鍍兩種樣品分別浸入到稀釋率為5%的氯化鈉溶液、2mol/I的鹽酸溶液和2mol/I的氫氧化鈉溶液中。完全浸沒(méi)后，保持兩天一次的觀測(cè)頻率，整體觀察時(shí)間保證在1個(gè)月左右，檢測(cè)其質(zhì)量情況，觀測(cè)整體抗腐蝕性。隨著浸泡時(shí)間的不斷遞增，純鋅鍍層的試樣銅箔出現(xiàn)明顯的失重現(xiàn)象，卻不斷加劇。而鋅鎳鍍層樣本銅箔重量明顯上升，出現(xiàn)增重現(xiàn)象，但是相對(duì)重量增加較為緩慢，主要是因?yàn)殂~箔表面腐蝕物產(chǎn)生鍍層附著。實(shí)驗(yàn)說(shuō)明純鋅鍍層比鎳鋅鍍層具有更快的溶出速度。此外在浸泡實(shí)驗(yàn)中，純鋅鍍層試樣浸泡液中出現(xiàn)了明顯的白色絮狀物，而鋅鎳合金浸泡沒(méi)有發(fā)現(xiàn)異常物，輔助證明了鋅鎳合金的穩(wěn)定性。

1.3 銅箔側(cè)蝕測(cè)試

通過(guò)重型壓力機(jī)吧電解銅箔鋅鎳鍍和純鋅鍍樣本同時(shí)與雙氰胺板進(jìn)行固化結(jié)合，保持溫度為185攝氏度，壓制力設(shè)置為8MPA，壓制時(shí)間為1h。獲取銅箔壓制樣本后，用膠帶分別完全覆蓋與鋅鎳鍍和純鋅鍍兩組樣本上，然后把樣本直接浸入到蝕刻堿性硫酸胺中超過(guò)48小時(shí)。取出觀測(cè)測(cè)試結(jié)果。側(cè)蝕結(jié)果的判定需要觀測(cè)抗蝕層圖形下方的的導(dǎo)線(xiàn)側(cè)向。因?yàn)槲g刻反應(yīng)會(huì)對(duì)蝕層下方產(chǎn)生凹進(jìn)和挖空，所以一般根據(jù)其挖空深度來(lái)評(píng)定側(cè)蝕程度。其挖空寬度越窄，證明側(cè)蝕影響越小。其整體實(shí)驗(yàn)結(jié)果如表3所示

表2 側(cè)蝕性數(shù)據(jù)

實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表明，鋅鎳復(fù)合鍍明顯比純鋅鍍抗側(cè)蝕效果更好。

2 銅箔復(fù)合鋅鎳鍍工藝分析

在實(shí)驗(yàn)電流分別設(shè)置為1到4A的前提下，不斷提高電鍍液的溫度和酸堿綜合值，加熱時(shí)間設(shè)置為3分鐘、6分鐘、9分鐘、12分鐘以及15分鐘。通過(guò)觀測(cè)實(shí)驗(yàn)銅箔表面是否有明顯的表皮氣泡、脫落、高溫麻點(diǎn)、燒焦現(xiàn)象、針孔等缺陷，可以快速檢測(cè)銅箔表面的延展性和電鍍工藝。實(shí)驗(yàn)測(cè)試發(fā)現(xiàn)，當(dāng)溶液溫度設(shè)置為30攝氏度、酸堿綜合值設(shè)置為5.5、電流密度設(shè)置為3A、電鍍時(shí)間設(shè)置為9分鐘時(shí)，鋅鎳復(fù)合鍍鍍層最為均勻，且表面延展性較為突出。利用能譜儀掃描電鏡觀測(cè)鍍層成分，電鏡下顯示器表面形貌和微觀形貌整體呈銀灰色，且鍍層較為均勻。表3為鍍層成分分析數(shù)據(jù)，其中鎳含量占比例為11.5%時(shí)，合金具有良好的腐蝕抗性。

表3 電鍍鎳鋅銅箔鍍層成分點(diǎn)分析

3 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)上述研究分析過(guò)程可以直接看出，在正確的電鍍工藝下，與純鋅鍍涂層相比，銅箔表面隔層應(yīng)用鋅鎳復(fù)合鍍具有以下優(yōu)勢(shì)特征：鋅鎳復(fù)合鍍銅箔的抗高溫變色性明顯更好，具有較強(qiáng)的抗化學(xué)腐蝕性，側(cè)蝕現(xiàn)象明顯有所減弱。對(duì)此詳細(xì)設(shè)計(jì)了銅箔復(fù)合鋅鎳鍍工藝，事實(shí)證明當(dāng)溶液溫度設(shè)置為30攝氏度、酸堿綜合值設(shè)置為5.5、電流密度設(shè)置為3A、電鍍時(shí)間設(shè)置為9分鐘時(shí)，鋅鎳復(fù)合鍍鍍層最為均勻，且表面延展性較為突出。