應用于PPO材料VLP電解銅箔研究

徐建平

（江西省江銅耶茲銅箔有限公司，江西 南昌 330096）

銅箔材料的應用十分廣泛，常見的是作為鋰離子電池的負極活性材料載體，銅箔材料性能的好壞會直接影響到電池的效率、穩定性及使用壽命。隨著5G通信領域的快速發展，研究學者正嘗試將電解銅箔應用到通信設備上，讓電解銅箔成為了電子產品信號與電力之間傳輸和溝通的“神經網絡”[1]。在信號傳輸的高頻趨勢之下，無線網路、衛星通訊、5G接收基站等通信產品將會得到更加快速的發展，而高頻基板的應用和需求量將會不斷增加，進一步提高對VLP電解銅箔（Very low profile copper foil，超低輪廓電解銅箔）的需求量。PPO材料具備的剛性強、耐熱性高、難燃等特點，本文通過對應用于PPO材料VLP電解銅箔研究，得出其具體的制備方法。

1 應用于PPO材料VLP電解銅箔研究

1.1 VLP電解銅箔制備

將VLP電解銅箔應用于PPO材料前，首先要制備VLP電解銅箔，選用電解銅或純度較高的銅線作為電解銅箔的原料，利用稀硫酸溶液對原料電解，得到電解銅箔。將電解銅線完全侵入在稀硫酸銅中，當電解銅線與稀硫酸溶液產生反應后，向容器底部吹入少量空氣，并同時通過蒸汽換熱的形式，提高溶液的溫度，并保持溫度始終處于較高的狀態，直到電解銅線完全溶解在稀硫酸溶液中，得到所需的硫酸銅溶液[2]。根據響應的生產要求，最終獲得的硫酸銅溶液的同濃度應達到85g/L，酸濃度應達到95g/L。

利用傳送泵將硫酸銅溶液送入生箔機中，并在輸液管道內部利用計量泵將聚二硫二丙烷磺酸鈉、明膠以及羥乙基纖維素按比例配比好的添加劑加入到輸液管道中，將鈦輥材料作為陰極，直接浸入在硫酸銅溶液中，并與直流電源的負極相連接，再將溶液沉積層當中的金屬材料作為樣機，與直流電源的正極相連接。完成裝置連接后，通入低壓直流電，使其產生電化學反應，當反應完全后，陽極中的金屬材料會與酸發生置換反應，從而轉化為金屬離子，并逐漸向陰極方向移動。當金屬離子在陰極上獲得電子時會產生還原反應，從而覆蓋在金屬鈦輥的表面，形成電解沉積的金屬銅。

根據鈦輥筒的轉動控制通入到電解槽中的電流，當處于陰極的鈦輥筒不斷產生轉動，累計的銅箔厚度會逐漸增加，最后將電解槽陰極上的銅箔剝落，再利用收卷設備將其卷成生箔卷，完成對VLP電解銅箔的制備。

1.2 VLP電解銅箔應用于PPO材料的微細處理

為了滿足應用于PPO材料的生產需要，VLP電解銅箔應保證一定的低輪廓要求。同時，VLP電解銅箔表面對高頻信號傳輸的影響主要體現在導體損耗與基片厚度之間成反比，并與VLP電解銅箔表面的粗糙正度有關。因此制備完的VLP電解銅箔，還需要通過控制毛面結晶的大小，使結晶均勻、平滑以及表面粗糙程度控制在0.9um～1.3um范圍內，因此本文在制備后增加一步微細處理，從而保證VLP電解銅箔表面的粗糙度滿足高頻信號的傳輸[3]。首先對VLP電解銅箔的表面進行低粗化處理，其具體工藝流程為：酸洗—低粗化處理—固化處理—耐熱處理—抗氧化處理—烘干。經過低粗化處理后的VLP電解銅箔表面均勻的覆蓋了粗化粒子，具有了更大的真實表面積以及更加細小的縫隙，在與PPO材料粘合的過程中，這樣的真實表面積有利于與硅烷偶聯劑發揮出更大的作用，同時細小的縫隙也有利于在樹脂材料的填充過程固化后產生更加難以剝離的抗剝離強度。

2 實驗論證分析

為了進一步驗證VLP電解銅箔在PPO材料中的應用，選取本文制備方法制備的VLP電解銅箔材料與傳統制備方法制備的電解銅箔材料進行對比實驗。利用射頻裝置模擬5G通信領域的電子設備在傳輸信息過程中電路集成度及功率的需要，設置本文制備的VLP電解銅箔為實驗組，傳統制備方法制備的電解銅箔材料為對照組，將實驗組與對照組同時放置在頻率為700MHz、15mil微帶傳輸線的環境中，觀察兩組實驗材料功率與溫度升高的變化情況，并繪制成如圖1所示的實驗結果對比圖。

圖1 實驗結果對比圖

根據圖1中的實驗結果可以看出，對照組隨射頻功率的增加溫度升高幅度明顯高于實驗組。同時在實驗過程中可以看出，VLP電解銅箔的耐熱性主要來自于電沉積合金，以銅材料為主的低粗化離子表面，在于合金接觸的過程中產生了固溶體，其耐熱性遠遠超出對照組銅箔表面的金屬層，從而到達了射頻功率升高而溫度上升緩慢的效果。因此，通過對比實驗證明，本文提出的應用于PPO材料的VLP電解銅箔制備方法可以降低在高射頻功率下的溫度，保證通訊設備的正常傳輸和溝通。

3 結語

通過本文研究得出，提高電解銅箔的制備技術是實現5G通信領域高頻高速發展的關鍵技術環節，會對通信系統的發展直接造成影響。因此，加強對電解銅箔的制備技術和理論的研究，可以有效地提高產業整體的技術水平。同時，除VLP電解銅箔以外，還有應用于不同領域的電解銅箔，例如環保型涂樹脂銅箔、高性能外觀無損銅箔等，在今后的研究中還將對各類不同性能的電解銅箔進行更加深入的研究，從而在提高銅箔性能、品質的基礎上，為5G通信領域的快速發展提供幫助。