应用于PPO材料VLP电解铜箔研究

徐建平

（江西省江铜耶兹铜箔有限公司，江西 南昌 330096）

铜箔材料的应用十分广泛，常见的是作为锂离子电池的负极活性材料载体，铜箔材料性能的好坏会直接影响到电池的效率、稳定性及使用寿命。随着5G通信领域的快速发展，研究学者正尝试将电解铜箔应用到通信设备上，让电解铜箔成为了电子产品信号与电力之间传输和沟通的“神经网络”[1]。在信号传输的高频趋势之下，无线网路、卫星通讯、5G接收基站等通信产品将会得到更加快速的发展，而高频基板的应用和需求量将会不断增加，进一步提高对VLP电解铜箔（Very low profile copper foil，超低轮廓电解铜箔）的需求量。PPO材料具备的刚性强、耐热性高、难燃等特点，本文通过对应用于PPO材料VLP电解铜箔研究，得出其具体的制备方法。

1 应用于PPO材料VLP电解铜箔研究

1.1 VLP电解铜箔制备

将VLP电解铜箔应用于PPO材料前，首先要制备VLP电解铜箔，选用电解铜或纯度较高的铜线作为电解铜箔的原料，利用稀硫酸溶液对原料电解，得到电解铜箔。将电解铜线完全侵入在稀硫酸铜中，当电解铜线与稀硫酸溶液产生反应后，向容器底部吹入少量空气，并同时通过蒸汽换热的形式，提高溶液的温度，并保持温度始终处于较高的状态，直到电解铜线完全溶解在稀硫酸溶液中，得到所需的硫酸铜溶液[2]。根据响应的生产要求，最终获得的硫酸铜溶液的同浓度应达到85g/L，酸浓度应达到95g/L。

利用传送泵将硫酸铜溶液送入生箔机中，并在输液管道内部利用计量泵将聚二硫二丙烷磺酸钠、明胶以及羟乙基纤维素按比例配比好的添加剂加入到输液管道中，将钛辊材料作为阴极，直接浸入在硫酸铜溶液中，并与直流电源的负极相连接，再将溶液沉积层当中的金属材料作为样机，与直流电源的正极相连接。完成装置连接后，通入低压直流电，使其产生电化学反应，当反应完全后，阳极中的金属材料会与酸发生置换反应，从而转化为金属离子，并逐渐向阴极方向移动。当金属离子在阴极上获得电子时会产生还原反应，从而覆盖在金属钛辊的表面，形成电解沉积的金属铜。

根据钛辊筒的转动控制通入到电解槽中的电流，当处于阴极的钛辊筒不断产生转动，累计的铜箔厚度会逐渐增加，最后将电解槽阴极上的铜箔剥落，再利用收卷设备将其卷成生箔卷，完成对VLP电解铜箔的制备。

1.2 VLP电解铜箔应用于PPO材料的微细处理

为了满足应用于PPO材料的生产需要，VLP电解铜箔应保证一定的低轮廓要求。同时，VLP电解铜箔表面对高频信号传输的影响主要体现在导体损耗与基片厚度之间成反比，并与VLP电解铜箔表面的粗糙正度有关。因此制备完的VLP电解铜箔，还需要通过控制毛面结晶的大小，使结晶均匀、平滑以及表面粗糙程度控制在0.9um～1.3um范围内，因此本文在制备后增加一步微细处理，从而保证VLP电解铜箔表面的粗糙度满足高频信号的传输[3]。首先对VLP电解铜箔的表面进行低粗化处理，其具体工艺流程为：酸洗—低粗化处理—固化处理—耐热处理—抗氧化处理—烘干。经过低粗化处理后的VLP电解铜箔表面均匀的覆盖了粗化粒子，具有了更大的真实表面积以及更加细小的缝隙，在与PPO材料粘合的过程中，这样的真实表面积有利于与硅烷偶联剂发挥出更大的作用，同时细小的缝隙也有利于在树脂材料的填充过程固化后产生更加难以剥离的抗剥离强度。

2 实验论证分析

为了进一步验证VLP电解铜箔在PPO材料中的应用，选取本文制备方法制备的VLP电解铜箔材料与传统制备方法制备的电解铜箔材料进行对比实验。利用射频装置模拟5G通信领域的电子设备在传输信息过程中电路集成度及功率的需要，设置本文制备的VLP电解铜箔为实验组，传统制备方法制备的电解铜箔材料为对照组，将实验组与对照组同时放置在频率为700MHz、15mil微带传输线的环境中，观察两组实验材料功率与温度升高的变化情况，并绘制成如图1所示的实验结果对比图。

图1 实验结果对比图

根据图1中的实验结果可以看出，对照组随射频功率的增加温度升高幅度明显高于实验组。同时在实验过程中可以看出，VLP电解铜箔的耐热性主要来自于电沉积合金，以铜材料为主的低粗化离子表面，在于合金接触的过程中产生了固溶体，其耐热性远远超出对照组铜箔表面的金属层，从而到达了射频功率升高而温度上升缓慢的效果。因此，通过对比实验证明，本文提出的应用于PPO材料的VLP电解铜箔制备方法可以降低在高射频功率下的温度，保证通讯设备的正常传输和沟通。

3 结语

通过本文研究得出，提高电解铜箔的制备技术是实现5G通信领域高频高速发展的关键技术环节，会对通信系统的发展直接造成影响。因此，加强对电解铜箔的制备技术和理论的研究，可以有效地提高产业整体的技术水平。同时，除VLP电解铜箔以外，还有应用于不同领域的电解铜箔，例如环保型涂树脂铜箔、高性能外观无损铜箔等，在今后的研究中还将对各类不同性能的电解铜箔进行更加深入的研究，从而在提高铜箔性能、品质的基础上，为5G通信领域的快速发展提供帮助。