一种高强超薄电解铜箔材料用稀土Ce离子改性添加剂的制作方法

本发明涉及电解铜箔生产制备，特别涉及一种高强超薄电解铜箔材料用稀土ce离子改性添加剂。

背景技术：

1、由于各种电子设备的精密化和电子设备中印刷电路板（pcb）对轻薄和平整度的要求越来越高，对电解铜箔的轻薄、表面性能、力学性能和电学性能都有新的高要求[1-3]。为了使得电解铜箔表面更加均匀、致密，具有一定的电学性能和力学性能，就会加入不同种类的添加剂，改善电解铜箔的电沉积过程，达到优化电解铜箔质量的效果。常用的添加剂有：无机类的氯离子、有机类的聚醚类化合物、含硫类化合物和明胶等。

2、在电解液中加入适量的稀土铈离子可以使得晶粒细化，使得晶粒生长的致密，降低晶粒与晶粒之间的孔隙，从而降低孔隙，提高铜箔表面质量，减少表面缺陷，从而改善力学性能和电学性能。在溶液中加入稀土铈离子，铈离子的活泼性可以使得溶液中的性能得到一定的改善。在电解液中以硫酸铈的形式加入铈离子，会使得较大的颗粒明显减少，铜箔的晶粒分布的更加均匀，铜箔表面变得更加紧致，晶粒细化效果明显。出现这种现象的原因是：稀土铈阳离子能够使得阴极极化得到提高，并且稀土铈离子具有明显的吸附作用，可以吸附在活性位点上，使得表面能降低，使得晶粒长大的能量减少，达到细化晶粒的目的，最终使得铜箔表面的晶粒尺寸比较细小。

3、但是随着硫酸铈的含量不断增加，铜箔的表面质量呈现先变好后变差的情况，原因在于过量的铈离子会使得铜的沉积速度大大加快，导致晶粒长大的速率加快，使得铈离子本身的吸附作用减弱，无法达到细化的效果。因此，需要开发新型高效环保的稀土添加剂来制备高强超薄铜箔材料。

4、参考文献：

5、[1]樊斌锋,王绪军,王庆福等.添加剂对极薄锂电铜箔电沉积过程的影响[j].电镀与精饰,2023,45(05):85-89.

6、[2]张小红,张海军,张金龙.锂电铜箔站上“风口”[j].中国有色金属,2022,(03):46-47.

7、[3]樊斌锋,王丽娜,王庆福等.新型添加剂提高锂电铜箔高温延伸率的研究[j].电镀与精饰,2024,46(03):108-113.

8、[4] 赵志朋,胡浩,宋克兴等.peg和mps对电解铜箔结构和力学性能的影响[j].电镀与涂饰,2023,42(21):54-64.

9、[5] 徐雪霞,王勇,李文彬等.cnts/cu层状复合材料的制备及其组织和性能研究[j].热加工工艺,2024,(14):69-72.

10、[6]张贺.复合电沉积法制备层状高强高导碳纳米管/铜基复合材料[d].昆明理工大学,2022.

11、[7]付俊峰,满田囡,王继杰等.cnts/mxene对复合涂层导电性能的影响[j].化学反应工程与工艺,2023,39(06):519-524.

技术实现思路

1、本发明的目的在于克服现有技术的至少一个不足，提供一种高强超薄电解铜箔材料用稀土ce离子改性添加剂。

2、本发明所采取的技术方案是：

3、第一个方面，本发明提供一种高强超薄电解铜箔材料用稀土ce离子改性添加剂，所述添加剂中各组分在电解液中的添加浓度为：硫酸铈0.2～1.0 mg/l、木糖醇络合剂5～10 mg/l、聚乙二醇2.0～4.0 mg/l、甲基紫1.5～4.5 mg/l、骨胶3.5～6.5 mg/l、胶原蛋白15～20 mg/l、盐酸30～40 mg/l。

4、在一些实例中，所述添加剂中硫酸铈和木糖醇的质量添加比例为(1.0～15)：(5.0～40.0)。

5、在一些实例中，所述添加剂中硫酸铈和木糖醇的质量添加比例为2：1。

6、在一些实例中，所述添加剂中甲基紫和骨胶的质量添加比例为(1.0～2.5)：(2.0～4.0)。

7、在一些实例中，所述添加剂中胶原蛋白和盐酸的质量添加比例为1:（1.5～2.5）。

8、在一些实例中，所述添加剂中胶原蛋白和盐酸的质量添加比例为1:2。

9、在一些实例中，所述添加剂中各组分的浓度为：硫酸铈0.8 mg/l、木糖醇络合剂5mg/l、聚乙二醇2.0 mg/l、甲基紫1.5 mg/l、骨胶3.5 mg/l、胶原蛋白15 mg/l、盐酸34 mg/l。

10、第二个方面，本发明提供一种高强超薄电解铜箔材料的制备方法，包括以下步骤：将本发明第一个方面所述的添加剂加入硫酸铜电解液中混合，依次进行电解生箔、粗化处理、固化处理、钝化处理、防氧化处理，得到所述高强超薄电解铜箔材料。

11、在一些实例中，所述硫酸铜电解液中硫酸铜浓度为145～165 g/l。

12、在一些实例中，所述高强超薄电解铜箔材料的抗拉强度大于400mpa，延伸率大于4%，在140℃下烘烤18min无氧化变色。

13、本发明的有益效果是：

14、采用本发明的添加剂显著改善了制备后铜箔的抗氧化性能，使高强超薄电解铜箔材料在140℃下烘烤15min无氧化变色。

15、在一些实例中，本发明制备的铜箔厚度为4.5μm，抗拉强度大于400mpa，延伸率大于4%，在140℃下烘烤18min无氧化变色。

技术特征：

1.一种高强超薄电解铜箔材料用稀土ce离子改性添加剂，其特征在于，所述添加剂中各组分在电解液中的添加浓度为：硫酸铈0.2～1.0 mg/l、木糖醇络合剂5～10 mg/l、聚乙二醇2.0～4.0 mg/l、甲基紫1.5～4.5 mg/l、骨胶3.5～6.5 mg/l、胶原蛋白15～20 mg/l、盐酸30～40 mg/l。

2.根据权利要求1所述的高强超薄电解铜箔材料用稀土ce离子改性添加剂，其特征在于，所述添加剂中硫酸铈和木糖醇的质量添加比例为(1.0～15)：(5.0～40.0)。

3.根据权利要求2所述的高强超薄电解铜箔材料用稀土ce离子改性添加剂，其特征在于，所述添加剂中硫酸铈和木糖醇的质量添加比例为2：1。

4.根据权利要求1所述的高强超薄电解铜箔材料用稀土ce离子改性添加剂，其特征在于，所述添加剂中甲基紫和骨胶的质量添加比例为(1.0～2.5)：(2.0～4.0)。

5.根据权利要求1所述的高强超薄电解铜箔材料用稀土ce离子改性添加剂，其特征在于，所述添加剂中胶原蛋白和盐酸的质量添加比例为1:（1.5～2.5）。

6.根据权利要求5所述的高强超薄电解铜箔材料用稀土ce离子改性添加剂，其特征在于，所述添加剂中胶原蛋白和盐酸的质量添加比例为1:2。

7.根据权利要求1～6任一项所述的高强超薄电解铜箔材料用稀土ce离子改性添加剂，其特征在于，所述添加剂中各组分的浓度为：硫酸铈0.8 mg/l、木糖醇络合剂5 mg/l、聚乙二醇2.0 mg/l、甲基紫1.5 mg/l、骨胶3.5 mg/l、胶原蛋白15 mg/l、盐酸34 mg/l。

8.一种高强超薄电解铜箔材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：将权利要求1～7任一项所述的添加剂加入硫酸铜电解液中混合，依次进行电解生箔、粗化处理、固化处理、钝化处理、防氧化处理，得到所述高强超薄电解铜箔材料。

9.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于，所述硫酸铜电解液中硫酸铜浓度为145～165 g/l。

10.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于，所述高强超薄电解铜箔材料的抗拉强度大于400mpa，延伸率大于4%，在140℃下烘烤18min无氧化变色。

技术总结本发明公开了一种高强超薄电解铜箔材料用稀土Ce离子改性添加剂，所述添加剂中各组分的浓度为：硫酸铈0.2～1.0 mg/L、木糖醇络合剂5～10 mg/L、聚乙二醇2.0～4.0 mg/L、甲基紫1.5～4.5 mg/L、骨胶3.5～6.5 mg/L、胶原蛋白15～20 mg/L、盐酸30～40 mg/L。采用本发明的添加剂显著改善了电解制备的铜箔的抗氧化性能，使高强超薄电解铜箔材料在140℃下烘烤15min无氧化变色。技术研发人员：李衔洋,徐红彪,张嘉艺,谢长江,贾万泽,熊敏,吴叶青受保护的技术使用者：江西铜博科技股份有限公司技术研发日：技术公布日：2024/8/1