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专家讲座

电解铜箔生产技术知识讲座(三)铜箔表面处理过程产生的表面质量缺陷及对策

[所属分类:专家讲座] [发布时间:2012-5-16] [发布人:任中文 ] [阅读次数:] [返回]


一、前言
    铜箔表面处理过程中产生的质量缺陷比生箔要多得多,只是我们无法检测表面处理过程中铜箔表面上的七或八层镀层组织结构,看不到它的微观质量缺陷而已,只能借用电子技术看到一部分表面宏观的问题。           
    目前我们检查产品表面质量缺陷都是宏观上的,大多数是反应产品影响使用的表面方面问题。这是反应生产技术的一部分,另一部分是肉眼看不到的镀层结晶组织的问题,这才是铜箔表面处理的核心技术,体现在准确控制粗化、固化、灰化、钝化的金属结晶形态、组织、结构、位置、成分、颜色,表面处理与生箔生产的基本原理相似,但它们所要求铜的结晶形态、结晶结构、结晶成分是完全不一样的。生箔要求铜的结晶晶粒细小,结构紧密,而铜箔表面处理,是要求铜的结晶按其作用分几层完全不同的形态。如粗化处理是在铜箔表面沉积一层晶粒粗大,结构松散的球形的氧化亚铜颗粒;固化处理是要求铜的结晶极其细小、紧密、纯铜晶粒结构,要有较好的深镀能力。把氧化亚铜球里的空隙填实,使氧化亚铜球牢固起来。另一个作用是把氧化亚铜球与生箔毛面的铜瘤之间的缝隙填实,使氧化亚铜球被牢固的固定在生箔毛面的铜瘤上。弱粗化处理是要求铜的结晶为树枝型的铜刺,形成在氧化亚铜球上长刺的效果。通过控制工艺浓度、温度、添加剂、电流密度,达到控制阴极界面反应和阳极界面反应的准确性和规范性,达到我们所希望的目的。      
    本文所介绍的是铜箔表面处理过程中表面质量缺陷产生的原因,只是肉眼可见部分。从事电解铜箔生产时间长了,吃的亏多了,教训多了,付出的苦和累多了,积累的经验多了,得到的东西也多了。在与国内外同行交流中听的多了,看的多了,学到的也多了,在生产中亲手干的多了,失败的多了,付出的学费多了,学到的东西也多了,为了解决问题翻的书本多了,解决的问题多了,发现的问题也多了,从中明白的也多了。回过头来再认真总结一翻,对问题进行归纳,把一些问题前后左右联系起来综合进行分析,把成功的和失败的过程和结果联系起来分析对比,明白了错在那里,对在那里。借助经典理论进行分析,借助电子技术进行观察检验,再请教有一定经验的专家教授。使我们对问题有了比较真实的认识,铜箔表面质量缺陷一个一个得到解决,生产技术水平一步一步得到提高。     
    本人从1980年1月开始专门从事电解铜箔表面处理的专业技术,从开始的铜箔为阳极处理到后来的铜箔为阴极处理,从可溶的铜阳极到铅银阳极,再从铅银阳极到钛涂铱基合金阳极,机列从六个处理槽到二十六个处理槽,在这个发展过程中可以说遇到了数不清的问题。出了问题必须解决,否则生产就不能进行,解决问题必须到现场。自己要全面细致观察生产过程中的各种现象和产品上的问题,对问题发生的过程要亲眼看到,亲手摸到,亲耳听到。为了解决问题有时几天几夜守在机台前,吃不好,睡不好,愁死人了,急死人了。很多问题看不到,摸不到,听不到,只能凭产品的变化来分析。有些问题只有让它反复出现,看清、听清才能搞明白,才能准确解决问题。  
    下文提到的这些铜箔表面处理过程中产生的表面质量缺陷,都是本人亲身经历的,有着较深的体会。因本人的经历和理论水平有限,特别是理化检验技术水平的限制,对问题分析的不一定正确、系统、完全,可能有很多错误,请大家批评指正。   
    下面对铜箔表面处理产生的表面质量缺陷逐一进行分析。      

二、粗化膜不均                  
    2.1 定义:铜箔毛面在进行粗化处理时氧化亚铜沉积物不均,使铜箔毛面色泽不均,叫粗化膜不均。                
    2.2判定方法:粗化膜正确颜色为粉红色、暗红色或赤褐色,如有发白、发黑的部分,或有深有浅的色泽不均,判为粗化膜不均。严重的判为废品,轻微的判为二极品。
    2.3 危害:铜箔粗化膜不均,会使铜箔与基板的粘结力不均,铜箔抗剥离强度不均匀,粗化膜正常的地方抗剥力大,粗化膜偏薄或没有粗化膜的地方抗剥力小。印制线路不安全,容易脱落。               
    2.4 产生原因:              
    (1)阳极电流分布不均,即阳极导电不均,会造成铜箔粗化膜不均。粗化膜是什么,目前认识还不统一,根据国外各方面资料的介绍,及六、七十年代国内采用阳极处理铜箔方法时就把处理面的膜叫氧化亚铜膜。1982年初我们试制粗化箔的时候始终把粗化膜叫氧化亚铜膜,本人一直沿革这种叫法,也赞同这种叫法,其理由是:   
    ①  美国专利3,585,010(1971年6月15日),介绍说;铜箔表面有无数个小突起的内核含着氧化铜粒子。美国专利4、131、517,(本溪有色金属研究所扬白玲译于1981年7月1日)介绍,经过表面处理工艺处理的铜箔,表面的电镀层中含有铜离子的氧化物,暗棕色,具有金属光泽。我们在1982年搞粗化工艺研究时,对粗化后的表面在显微镜下观察时,就是这样,粗化的小颗粒上隐约看到有金属光泽。还有国内很多学者发表的有关国外专利,也明确提出铜箔处理层中主要是一价铜的氧化物。   
    ②我国上世纪六十年代初,借鉴苏联铜箔阳极处理技术,开发出来的阳极氧化处理铜箔的表面,叫亚铜膜,是黑色的氧化铜经硫酸水溶液还原成氧化亚铜膜,工艺上说是棕红色,或栗子色。              
    ③ 粗化处理时铜箔毛面做为阴极,铜箔毛面非常粗糙,是极易渗氢、析氢的,粗化处理工艺中硫酸的浓度非常高,铜浓度非常低易出现严重的浓差极化。这些因素非常利于阴极析氢,导致阴极电位近似氢电位。在生产实际中粗化处理槽产生的酸气量非常大,粗化处理的工艺耗酸量偏大,这说明除了阳极析出氧气之外,阴极析出大量氢气。阴极大量析氢使阴极极化电位接近于氢电位,氢的标准电极电位是零,一价铜的析出电位是0.153伏,粗化膜的颜色正好是棕红色,这一切都是合乎氧化亚铜析出条件的。我们刚开始生产时的粗化工艺的电流密度很低,每平方米只有300—400安培电流,处理速度每分钟0.9米,粗化膜的铜粉很厚,用毛刷把多余的铜粉刷掉。在生箔表面沉积的第一层亚铜颗粒与生箔结合的比较牢固,第二层及以后生长的全是粉状物,用毛刷可以刷掉,但在生箔表面第一沉积层用毛刷刷不掉,毛刷刷完后,显露出来的是棕红色表面。在显微镜下仔细观查每个粗大的颗粒上具有一定的金属光泽,像东北的红高粱,粗化膜实质是多孔的颗粒组成,具有一定的机械强度,但颗粒本身是疏松的结构。颗粒与生箔的结合不是十分牢固,但也不是一碰就掉下来。所以需要给它加固,即固化处理。 
    阳极板导电电流大的地方对应的铜箔(阴极)表面电流也大,造成铜箔表面亚铜沉积的多,粗化膜色泽较深。铜箔进入粗化处理槽阴极表面是金属铜(铜箔),在粗化处理槽里电沉积在铜箔上的是一价氧化亚铜颗粒,是结构疏松的颗粒。在生箔毛面铜瘤的表面沉积一层这种颗粒就足够了,如果继续沉积,就不是在生箔表面的金属铜瘤上沉积了,因为此时生箔表面已经被氧化亚铜的颗粒覆盖,再沉积是在生箔表面铜瘤上已沉积的疏松的氧化亚铜颗粒上沉积,此时沉积上的不是我们希望的有一定金属光泽的氧化亚铜颗粒了,而是更加疏松的暗红色的粉状沉积物,是真正的铜粉,用手轻轻一擦,手上全是暗红色的铜粉。阴极表面一旦沉积了这种疏松的氧化亚铜颗粒,必然影响阴极极化和表面过电位,造成铜箔表面沉积的全是大颗粒的、结构非常疏松的粉状沉积物,全部是暗红色的亚铜粉,颗粒非常松散,结构非常疏松。不是黑色的氧化铜。如果电解液里含砷,铜粉是黑红色的。这种铜粉严重影响铜箔的抗剥力和耐浸焊,还易造成线路板腐蚀时留有残铜,为此用户没少提质量问题。  最初的粗化工艺是允许粗化膜上长铜粉,之后用毛刷把铜粉刷掉,这样做造成处理槽里,地沟里,污水槽里,到处都是暗红色的铜粉。虽然铜粉收集起来晾干可以卖钱,但铜耗太大。后来改进了生产工艺,不让粗化膜上长铜粉了,长铜粉就是质量缺陷了,是不允许的。阳极导电电流小的地方对应的铜箔表面电流也小,阴极沉积物少,不能在生箔铜瘤的凸头上长满亚铜小瘤子,或没有。即亚铜沉积物没有把生箔表面覆盖,或覆盖的不够厚,即较薄,使铜箔表面发白,或颜色比其它正常的地方发浅,粗化膜不完整。使铜箔毛面的粗糙度不足,影响铜箔与基板的粘合力。 
    造成阳极电流不均的原因:         
    一是阳极板与导电铜排连接的不紧,螺栓没有拧紧的地方接触不好,导电不好,电流小。螺栓拧紧的地方接触好,导电好,电流大;         
    二是阳极表面溶解物过多,把阳极表面的某个地方给糊上了,使此处阳极表面电阻增大,导电不佳;          三是阳极表面被什么东西挡上了,影响导电效果,如阳极包的过滤布上挂满上了污物,阳极板边部屏蔽多了,使边部没有粗化膜;         
    四是阳极板不平整,弯曲,或局部翘曲,或阳极板安装歪了,引起极距大小不一致,导电不一致,铜箔表面沉积的亚铜量不一致,造成导电好的地方亚铜沉积得多,导电不好的地方亚铜沉积的少,粗化膜不均。     
    五是阳极某一边接地短路了,没有电流或电流极小,造成粗化膜不足或没有,只要把问题找到了,我认为问题    (2)阴极(铜箔)与阳极之间,两极间电解液流量不均和流速不均,会造成粗化膜不均匀。铜箔表面处理的目的,是在生箔毛面的铜瘤上沉积微小的球状氧化亚铜颗粒,因为一价铜析出的电位是+0.153伏,铜析出的电位是+0.34伏。要使阴极过电位接近0,达到0.153伏,就必须使阴极表面析出一定量的氢。因为氢的电极电位是0,阴极表面只有析出并吸附一定量的氢气泡,成为氢电极,阴极过电位才能接近0伏。此时才能析出氧化亚铜。为了能使阴极表面析出大量的氢,阴极电位整移。人们控制粗化工艺的铜浓度只有10—13克/升,而硫酸浓度一般在120克/升以上。目的就是为了保证阴极表面能有足够的氢析出,所以粗化处理时耗酸较大,粗化处理槽产生的废气非常呛人,特别刺激人嗓子,废气量特别大。原因是阳极放出氧气,阴极放出氢气,气泡上都能粘带硫酸分子,所以废气量大,又特别呛人。铜箔的毛面十分粗糙,这种粗糙的阴极表面正好附和析氢的最佳条件要求。电解液温度在25度时(铜离子32克/升,硫酸100克/升)阴极极化值为+0.26伏特,在50度时(工艺条件一样)阴极极化值为+0.32伏特。人们就是利用这些科学规律,创造条件为人类服务。因此人们把粗化电解液的温度控制在30度左右,利用降低温度来协控阴极极化值,实现氧化亚铜的析出。   
    在生产实际中阴阳极间电解液流量如果大了,造成铜离子供应得多,阴极析出氢就会减少,甚至不能析出氢来。使阴极铜箔表面达不到析出亚铜的条件,或析出的亚铜量较少,使铜箔毛面发白,在铜箔表面没有形成氧化亚铜赤褐色膜。在我们采用低极限电流密度进行粗化处理时,极间只能采用小流量,有意造成极间铜离子缺乏,使大量的氢离子析出,把阴极电位升上来,接近0。因为硫酸铜中的临界电流密度为几个毫安/平方分米,即每平方分米有几个毫安电流就能沉积出铜来。粗化采用大电流,必须有大流量与超高酸浓度、超低铜浓度和添加剂的配合,处理速度要大于15米/分,才能沉积出氧化亚铜的粗化膜。低电流就要小流量,铜浓度不能太高,否则铜箔上就不会析出氧化亚铜膜。极间电解液流速不均,有的地方流速快,有的地方流速慢。流速快的地方提供了相对多的铜离子,使阴极析氢困难,流速快可能把阴极表面已吸附上的氢气泡冲走,造成阴极过电位偏大,导致不能析出氧化亚铜。所以流速大的地方铜箔表面没有粗化膜,表面发白,而流速慢的地方氧化亚铜膜沉积的很完整。极距太小,极间的电解液流量就小,没有足够的氢离子析出,另外极距小,流速快,冲击阴极表面已吸附的氢气泡,阴极表面存留不住氢气泡,使铜箔难于析出氧化亚铜。极距大,造成流量大,流量大为阴极提供了较多的铜离子,使阴极铜箔表面沉积的是金属铜,表面发白,在铜箔纵向流量大的位置成条状,发白宽度与极距大的宽度相同。   
    解决的方法:造成极间电解液流速、流量不均的原因:           ① 阴、阳极距不均,极距大的地方流量大,极距小的地方流量少。    
    ② 设置的电解槽出液口的位置不水平,偏高的地方流量小,流速慢。偏低的地方流量大,流速快。
    ③ 进液管喷液孔的位置不一致、大小不均匀,方向不一致,压力不一致,使电解液流量、流速的均匀性受到较大影响。电解液进液的分布对粗化不均影响十分明显,有着关键性作用。  
    (3)电解液里铜离子浓度偏高,阴极表面因为有充足的铜离子析出,氢离子就无法析出。因为氢离子没有铜离子的标准电位正,在相同的条件时,铜离子优先析出,氢离子难以析出。因为阴极(铜箔)表面析不出氢来,在铜箔(阴极)上达不到亚铜的析出电位,不可能沉积出氧化亚铜,铜箔表面色泽发白,无粗化膜。     
    解决方法;如果铜和酸的浓度同时高,可以加水稀释,把铜离子浓度降下来。如果铜浓度偏高,酸浓度不高或偏低应向储液池缓慢加入事先配制好的50%的硫酸水溶液,同时以小流量加水。加水时最好向液面喷水,不要用水管子插入液里加水,防止把底部的泥砂沉积污物搅动起来。铜箔生产每一个细小过程对铜箔质量都有影响,加水是一个再小不过的小事了,但稍不注意就会造成废品,所以说铜箔不好干,每一项工作要求都很高。       (4)电解液在铜浓度高、酸浓度低时,为了快速提高酸浓度,向电解液里加硫酸时,加入的速度快,使电解液温度上升,温度偏高,造成阴极表面吸附的氢气泡受热膨胀挥发。使阴极铜箔表面氢气泡减少或没有了,可能造成阴极电位向负移动,极化值增大,氧化亚铜析出困难。加酸速度快,还容易导致硫酸不能充分均匀溶解在电解液中,使局部酸浓度高,把沉积在槽底的杂质溶解,其中一些杂质可能附着或吸附在阴极表面,影响阴极极化,反而影响了亚铜的沉积质量。加酸太快,可能是硫酸在电解液中没有充分反应,就进入电解槽里了。因为大家都清楚,在电镀时,新配制的电解液刚开始时在阴极上镀不出来金属,电解液必须经过一段时间循环,用较大的电流冲击几个小时后,使电解液充分搅拌反应均匀,才能在阴极上镀出金属镀层来。粗化加硫酸的道理可能与电镀是一样的,但道理还说不清楚。日本铜箔专家北村伸雄讲,新配制的铜箔电解液,刚开始生产出来的铜箔质量肯定不好,大约经过几个月的时间,才是生产铜箔的最好时候,电解液里杂质多了不行,一点没有也不好,多少合适,目前还说不清楚。向粗化电解液里加入浓度高的纯硫酸快那么一点,铜箔表面就镀不出氧化亚铜,表面发白没有粗化膜。出现这种情况,一般要停产,将电解液循环6—8小时后,才能恢复生产,其中的道理目前还没有人解释清楚,但可能谁都经历过。 
    解决方法:向粗化电解液里加酸,必须用提前配制好的50%的硫酸水溶液,配制时先把水加入容器里,加硫酸时要小流儿慢慢加入,添加时最好不停的搅拌,配置二个小时以后再用,不要现用现配制。在生产时对工艺要严格监视,及时准确分析,发现酸浓度有下降的趋势,就开始缓慢添加,这样才能保证整个电解液系统的稳定,不要等硫酸浓度已经很低时,急急忙忙加硫酸,想快速把硫酸浓度提上来,结果事与愿违,造成大错。       (5)铜箔毛面结晶结构不均匀,如生箔表面粗糙度不均匀,有的地方平整无粗糙面,有的地方非常粗糙。因为不同的阴极表面,造成阴极的过电位不同,渗氢析氢情况也是不同的。阴极表面越是粗糙,越易渗氢析氢,表面越是光滑,越不易渗氢析氢。生箔表面粗糙度的均匀程度直接影响粗化处理效果,如果铜箔整个表面平整无粗化面,在正常的工艺情况经过表面处理后,那么整个铜箔表面会发白或粗化膜发浅。如果铜箔局部粗糙度较大,经过表面处理后,粗糙的地方颜色发深,或出铜粉,造成铜箔粗化膜不均。铜箔表面粗糙度过大易于沉积氧化亚铜,铜箔表面光滑不易于沉积氧化亚铜,铜箔表面太粗糙了,粗化膜容易偏厚,即色泽发深,发暗。与同一张铜箔其它地方或其它铜箔的粗化膜相比,就不均匀了。  解决方法:保证生箔表面粗糙度均匀一致,在生箔已经出现了表面粗糙度偏大,或不均的情况时,粗化处理应采用降低电流密度,放慢处理速度。生箔表面粗糙度偏小,应适当提高电流密度,总之,应根据生箔表面的具体情况,采用不同生产工艺,这样可以达到相对较好的结果。            
    (6)铜箔在机列上不对中,跑偏,一边搭拉膀子,另一边铜箔绷的很紧,绷得紧的这一边,处于正常的极距,电解液的流量,电流密度都处于正常状态,粗化面可能较好;搭拉膀子的一边向阳极上靠,可能造成极距较小,影响电解液的流量流速,粗化膜不足,表面发白;也可能因导电效果好造成粗化膜过盛,出现铜粉,导致粗化膜不均;搭拉膀子的一边向阳极相反的方向靠,造成极距较大,导电不好没有粗化膜,或粗化膜不足,铜箔表面发白。 解决办法:防止铜箔生产运行时跑偏,生箔收卷要正,不能窜。表面处理机的导辊加工精度要保证,安装要精准,导辊之间要水平,要平行,机列要有自动纠偏装置。在处理机上生产的铜箔跑偏了,应及时调整放卷位置和张力,根据铜箔生产运行情况需要不断的调整,严重时需要停产查找问题,重新调整机列导辊。有些铜箔厂的表面处理机列,导辊都水平、平行,机列反而不好使,因为这样铜箔反而跑偏,其中有的导辊还必须歪那么一点铜箔才不跑偏。
    造成这种现象的原因是机列零部件的加工精度较低,必须有几个地方进行释放调节,所以要有那么几个导辊不正才行。    
    (7)表面处理机上的导电辊(阴极)两边导电效果不一致,一边导电好,一边导电不好。导电好的一边可能一切正常,也可能因导电效果特别好,使铜箔表面沉积物过剩,造成铜箔表面出铜粉,导电不好的一边铜箔表面因没有电流,或电流密度很低,铜箔表面没有粗化膜,或粗化膜较浅,颜色发白。导电辊出现导电不好时,一般是导电好的一头发热,很烫,因为电流都集中到这一头了,电流过大,导电不好的一头不热。造成这种问题的原因主要是导电部件接触不好,如螺栓没有拧紧,导电部件没有对正,或因长期磨损没有及时更换导电零件,导致接触不好。从整流器接来的铜排与阴极导电辊(包扩阳极板)连接时要Y字形连接,不要F形连接,这样能保证导电辊(或阳极板)两边导线长度的相同,电流分配一致,防止因导电辊(或阳极板)两边导电不均,引起铜箔粗化膜不均。           
三、表面处理机列上的导电辊表面长铜导致的铜箔表面问题  
    3.1 定义:导电辊表面沉积铜刺、铜粒、或大面积铜层,叫导电辊表面长铜,由此造成铜箔表面各种质量问题。                 3.2 判定:导电辊上长铜后,生产时铜箔在导电辊长铜的地方出现叭、叭电击,把铜箔击出孔洞,把导电辊表面击伤,被电击熔化的铜箔长在导电辊上。造成铜箔被撕裂、撕断,压眼、压坑、划伤等。       3.3 危害:导电辊上长铜后,铜粒把铜箔硌出坑、眼,造成大量废品。   
    3.4 产生原因:               (1)导电辊表面有划、碰、刻伤痕,受伤处中间是凹坑,凹坑的边沿有凸起的小棱角。当铜箔与导辊接触时,是紧密贴在一起的,但铜箔与凹坑之间有空隙,空隙里必然存有溶液,微量的就足够了,因电流是从铜箔导到导电辊上的。空隙里的溶液就成为铜箔与导辊之间的电解液,在铜箔与导电辊之间发生电解反应。在酸性镀铜溶液中临界电流密度为几个毫安/平方分米,即每平方分米有几个毫安电流就能沉积出铜来。粗化处理的电流是从整流器的正极到处理槽的阳极板上,再由阳极板经电解液到阴极铜箔上,再从铜箔导到导电辊上,之后从导电辊的转动铜头传导在从整流器负极来的铜排末端的铜头里的白银块上,构成一个完整的回路。其中铜箔的某点与导电辊之间接触传递电流的时间大约在几秒,铜箔与导电辊之间的电压在0.3伏左右。这个条件完全可以使铜沉积,导电辊沉积的铜是来自铜箔溶解的,这样就破坏了粗化膜。导电辊表面一旦沉积上铜,使此处与铜箔接触的更好,因为此点的铜粒可以硌入铜箔里,把铜箔硌破,自然电流在此点上最大,造成此点的铜箔和导电辊同时被电击伤。铜箔被击破,表面形成一个破洞,导电辊表面被击得疤瘌坷圾,有时出坑,大多数是长铜疙瘩,使铜箔与导辊之间点接触紧密,周边似接触又非接触,造成电弧,把铜箔某点焊在导辊上。造成铜箔被撕断,或撕个大口子,因导电辊表面已沉积上凸出的铜粒,或表面被电击的瘌瘌粑粑,当铜箔运行与导电辊产生相对运动时,铜箔与导辊相互摩擦,造成大面积粗化膜被划伤,铜箔表面纵向出现一条一条的亮道,亮道处的粗化膜被破坏。   解决方法:导电辊加工研磨抛光好之后,在包装、运输、安装、使用过程中,必须象保护自己皮肤一样。使导电辊不被刻、不被碰、不被划伤,平时维护机列时不蹬、不踩、不摔,导电辊不随便堆放,在使用中不砸、不敲,如果一旦不慎出现了损伤,轻者打平磨光,重者要用氩弧焊补焊修复,把凹坑处焊平,再打磨光滑。如果是镀铜的导电辊,要把原来镀的铜车掉,再从新镀铜,再车、磨。操作人员必须穿胶底鞋,任何时候决不准穿有铁钉的皮鞋蹬踏导电辊。 
    (2)铜箔在表面处理机上运行时,收卷或放卷张力不稳定,一会大,一会小。使铜箔与导电辊接触的紧一下,松一下,松的时候铜箔与导电辊处于似接触非接触,或有的地方接触,有的地方不接触的状态。有间隙,间隙里存有电解液,造成铜箔与导电辊之间发生电解反应,在导电辊上沉积大面积铜和铜粉。更有害的是形成电弧,造成电击的现象发生,对铜箔生产的影响较大。如果某点沉积的是铜粒和铜刺,就会把铜箔硌伤、划伤。  
    解决方法:保证铜箔运行张力均匀和铜箔与导电辊紧密接触,或用重力辊把铜箔紧紧的压在导电辊上,没有缝隙。使铜箔与导电辊成为一体,就不能长铜。导电辊表面光滑无伤,因张力小铜箔不能紧紧的贴在导电辊上,即使导电辊表面长铜也是比较均匀的,正常情况下对生产影响是不大的。导辊表面大面积长铜时人是发现不了的,因为有铜箔覆盖看不到,导电辊长铜使铜箔出问题了才能被人发现。这时可能已经造成铜箔出现质量问题,只能把铜箔挖个洞,用细砂纸把导电辊上长的铜打磨干净。如果长铜面积大、数量多需要停机处理,处理好之后再开始生产,导电辊长铜是不起眼的小事,但在生产上确是一个非常麻烦的大事。  
    (3)铜箔表面粗糙度过大,有的成了突起的疙瘩,铜刺。当铜箔与导电辊接触时铜疙瘩、铜刺导电好,通过的电流过大造成短路电击,因为铜疙瘩周围可能有缝隙,所以造成电弧,把铜箔烧伤,疙瘩周围烧成破洞,疙瘩同时长在导电辊上,接下来造成铜箔连续的压坑、压眼。 
    (4)生箔表面氧化,出现了铜粉,虽然经过酸洗氧化膜没有了,但在铜箔表面留有大量铜粉。这些铜粉经过导电辊时极易沉积在导电辊表面,造成导电辊表面长铜。这种铜粉少量的不会使铜箔质量造成较大的影响,多了同样会造成电击等现象。可能是铜箔与导电辊之间出现了其它异物,导致某点铜粉脱落,或铜箔表面有铜刺。
    解决导电辊长铜问题,可以参考以下方法:         
    ① 在导电辊表面镀0.5毫米厚的铜,多备用一套,这套在机列上使用,那套镀好铜,加工好做备用。目前看,导电辊表面镀铜是首选的方案,可以说是最好的方法之一,因为铜箔与导电辊上镀的铜的电位相同,铜箔与导辊表面不存在不同金属之间的电位差。这就消除了铜箔与不锈钢导电辊之间的电位差,减弱了导电辊长铜的一个因素。从生产实践看,导电辊表面均匀的长铜反而好,使导电辊的导电好。但在导电辊上长的铜层稍厚一点的时候,由于铜箔与导辊发生相对运动,产生摩擦,把铜层磨破,造成铜层的脱落起皮,引起电击,导致铜箔压眼压坑划铜等一系列问题。电解铜箔生产设备是非常关键的,那种认为铜箔生产设备不重要的看法,简直不可理解。   
    导电辊镀铜的加工方法是:把不锈钢导辊先用粗砂纸打磨粗糙,用水冲洗干净,放在镀槽里,先预热,同时用电解液清洗辊面。电解液要不断循环,当辊面温度升上来后,送小电流进行镀铜,大约镀得差不多厚时用卡尺量一下,如果尺寸够了,吊出来上车床车。留出1--2微米的余量,车好后再放回镀槽镀出毛面,即可使用。导电辊镀铜层有毛面利于导电,当铜箔与导电辊发生相对运动时,不利于划伤铜箔,铜箔在导电辊上不打滑,利于控制铜箔不跑偏。它的难度在于镀铜质量和机械加工精度的保证,尤其是数量较多的导辊组合时,导辊的精度更为重要。 
    ② 在导电辊表面镀铜后再镀银最好,因为银导电效果好,但银的价格太高,一般工厂承受不了;      ③ 另外,上一个小整流器,给导电辊加一个付阴极,将导电辊表面多余的电子接收,防止铜离子得到电子还      ④ 增大铜箔与导电辊接触紧密度,加大铜箔对导电辊的压力,采用气动压力保证铜箔与导电辊的紧密接触,或用弹簧加压。这个方法关键要看生箔是否平整,如果不平整,铜箔将会被挤压的全是死折印,铜箔有可能全部成为废品。造成铜箔不平整的原因主要是阴极辊研磨的方法和材料不合理。         ⑤ 挤水辊参与导电,因为铜箔光面导电效果更好一些,同时起到增大铜箔与导电辊的接触面积;铜箔采用阳极处理方法时,就是用铜箔光面导电,从来没有发生电击现象,可能也是电流较低的缘故。        ⑥ 增加导电辊的数量,或增大导电辊的直径,目的是增大导电面积,达到减少单个导电辊的电流强度。      ⑦ 可以在导电辊下面安装一个小水槽,水是流动的,一头进,一头出,洗去导电辊表面的电解液,一般洗箔用纯水,纯水不导电,可以减轻导电辊长铜。这一点是美国同行八十年代初告诉我们的,确实有一定的效果。      ⑧适当的增大铜箔运行张力,使铜箔与导电辊接触的更紧密,保证导电效果,这是解决问题根本。但铜箔弹性不好、延伸率不好是不行的,因为张力大了会把铜箔拉断,或造成大量折印,所以说铜箔的某一个问题不是孤立存在的,是相互联系,相互配合,但生箔是基础。  
    (3)表面处理机列上铜箔表面的挤水效果不好,铜箔表面带的溶液较多。当铜箔与导电辊接触后,铜箔与导电辊之间隔着一层液膜,造成了电解反应,使导电辊表面长铜。因为导电辊表面长的铜,主要是暗红色亚铜粉,(我们在导电辊上镀铜的颜色是与生箔表面一样的,导电辊上长的铜从颜色上看是亚铜,不是金属铜,更不是氧化铜)如果在这层亚铜粉上再继续沉积,是更加疏松的亚铜粉。将影响导电辊的导电效果,非常容易造成局部长铜疙瘩,导致电击现象发生。导电辊长铜过多,还会造成铜箔粗化面粘有铜粉,或被轻微电击留下的痕迹点。   
    解决方法:挤液辊、挤水辊的表面采用软胶,把挤液辊压在导电辊上,用空气压力控制胶辊在导电辊上的压力,用弹簧也可以,达到较好的挤液和挤水效果。把铜箔表面的电解液挤干净利于铜箔与导电辊紧密接触,避免铜箔与导电辊之间发生电解反应,达到导电辊表面不长铜的目的。同时因挤液效果好,铜箔表面带液量少了,减少了有色金属流失,污水中的铜含量大大降低了,使污水处理成本大大降低。铜箔表面挤液效果不好,铜箔表面的电解液带入水洗槽里的就多,使水洗槽里的水中电解液浓度增大。给铜箔水洗增加难度,同时容易使铜箔表面水洗的不彻底,铜箔毛面带着水洗槽里的弱酸性水,同样可以造成导电辊上长铜,这方面也是有深刻教训的,是经过很长时间才发现的。所以挤液辊能不能把铜箔表面的电解液挤的彻底很关键,很重要。  
    (4)洗箔水PH值偏低,水中含酸。用此水洗箔,使铜箔表面存留的水是弱酸性的,具有导电的能力,这样的水在铜箔与导电辊之间必然起着电解液的作用,导致导电辊上长铜。在机列运行的铜箔光面上就可以看到导电辊长铜的位置,凡是导电辊长铜的地方在铜箔光面十分明显的有一个发光的小点,小点上没有水,而铜箔其它地方表面全是水。惟独小点上没有水,可能此处电流密度大,温度高,造成没有水。    
    解决方法:保证水处理阳床再生时反冲洗的效果,水温最好在30度左右,一定要把树脂上的酸冲洗干净。同时还要保证脱气塔的脱气效果,使碳酸气体挥发彻底,洗箔水的PH值控制在6.5—7.5之间最好,水的PH值最低不能小于6。     
    (5)铜箔从酸性处理槽出来后的水洗一定要洗得干净彻底,因为铜箔毛面十分粗糙,尤其经过粗化处理后,表面更加粗糙,水洗压力、水洗的冲洗角度都很重要。水洗没有压力,或压力小,铜箔毛面是洗不干净的;水洗的冲洗角度与铜箔夹角太小,等于水只冲洗了表面,水洗效果肯定是不好的。毛面凹坑里的酸不能被冲洗出来,当铜箔接触到导电辊后,铜箔表面凹坑里的酸会使铜箔与导电辊发生电化学反应,造成导电辊长铜。因粗化要求在铜箔表面沉积的是氧化亚铜疙瘩,所以粗化液里不加整平剂,这样使导电辊上容易沉积铜疙瘩和铜刺,十分容易造成铜箔与导电辊之间的电击。  
    解决方法:保证水洗压力在2—3公斤/平方厘米,冲洗水的角度与铜箔大约75度,水平为90度。保证水能冲入铜箔毛面的凹谷里,把凹谷里的酸水冲洗出来,毛面冲洗水的水量应为光面的2—3倍,不但要把铜箔毛面凹谷里的酸冲洗出来,还要把这些酸冲洗出铜箔表面,不能存留在铜箔表面。只要铜箔表面有酸,就不安全。    
    (6)铜箔表面氧化严重经过酸洗后,氧化膜变成一层铜粉。铜粉是疏松的,铜箔从酸溶液里出来表面必然含有很多溶液,当铜箔与导电辊接触后,铜箔与导电辊之间有一层铜粉,实际上等于是一层铜粉液膜。出现这种情况导电辊上百分之百的长铜,是铜箔上的铜粉沉积在导电辊上了,很快整个导电辊表面全是铜粉。所以,一定要杜绝生箔发生严重氧化,夏季生产宁可让生箔卷小一点,麻烦一点,接头多一点,也不能让生箔严重氧化,严重氧化的生箔可能成为废品。         
    (7)铜箔表面粗糙,有疙瘩、毛刺,在铜箔与导电辊接触后,因有疙瘩、毛刺硌着铜箔,使铜箔不能与导电辊完全接触,疙瘩周围的铜箔与导电辊有一定缝隙,只要有缝隙,里面必然有溶液。因为铜箔毛面挤液是靠接触导电辊时产生的挤压来实现的,溶液是哪里有缝隙就往哪里去。只要铜箔与导电辊之间有缝隙,里边一定有溶液,必然发生电解反应,这样就很难避免导电辊长铜。所以生箔表面粗糙是很不好的,必须严格控制生产全过程,确保生箔表面不粗糙,生箔表面粗糙时里边必然也粗糙,铜箔结晶组织粗糙很容易造成气孔,这对铜箔的耐浸焊十分不利。导电辊长铜的最大坏处是造成粗化膜的划伤,出现这种情况,可以适当的降低处理速度,减小铜箔与导辊的相对运动量,使划伤变的很微小,或较轻微。 
    (8)方冬季水温太低,洗箔水温度在4—6度,铜箔从30—40度的硫酸铜溶液里出来,经过冰冷的凉水一冲。极易造成铜箔表面带的硫酸铜结晶,尤其是铜箔毛面,当铜箔表面带着结晶的硫酸铜与因导电而发热的导电辊接触后。使结晶的硫酸铜溶解变成了电解液,在铜箔与导电辊之间起着电解的作用,造成导电辊长铜。导电辊表面均匀的长铜也有好的一面,因为导电辊上长的铜是粗糙的氧化亚铜,导电辊表面十分粗糙。与铜箔接触后相互摩擦力大了,不易窜动,导电辊与铜箔之间的导电性能好了。但铜层一旦破损,电击、电打火、划铜、压坑、压眼都来了,所以人们还是不希望导电辊长铜。        解决方法:提高洗箔水的温度,对洗箔水可以采用综合利用的方法。用纯水先冷却生箔电解液,使水温度升上来后再用来洗箔,这样一举两得,能源得到充分利用,水温高了利于铜箔的水洗效果,对节能降耗,对生产降耗都有好处。凡是需要降温的地方,都用纯净水,把水温度升上来后,再用来洗箔,如反渗透、离子交换树脂再生等,用温水冲洗即快,又洗的干净,还节省水,一举多得。
(未完待续)  

 
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