Способ получения медной фольги и устройство для его осуществления

СОЮЗ СОВЕ ГСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 9) ) И 33 йЯ ф 1 )г 1 ЕИИ И ОПИСАНК АВТОРСКОМ ВИДЕТЕЛЬСТВУ ся ОСУДАРСТВЕННЫИ КОМИТЕТО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИРИ ГКНТ СССР(21) 4636052/02 (22) 12.01.89 (46) 07,07,91. Бюл. М 25 . (71) Днепропетровский государственный университет им,300-летия воссоединения Украины с Россией (72) В.И.Пильщиков, В.И.Троценко, Н,М.Дронь, А.Б.Журавлева и О.Л.Бибик(53) 621.357.12(088,8) (56) Патент США М 4073699, кл, С 25 О 1/04, опубл. 1978.Патент Великобритании М 1602783, кл, С 25 О 1/04, опубл. 1980,Заявка Японии М 50 - 2778, кл. С 25 О 1/04, опубл, 1975. (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ МЕДНОЙ ФОЛЬГИ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ (57) Изобретение относится,к технологии получения электролитической медной фольги, Цель изобретения - повышение надежности разделения получаемой медной фольги и подложки, на которую она ссаждается, и улучшение качества фольги, Способ включает злектроосаждение Слоя меди на бесконечной ленточной подложке 19 и егои)5 С 25 О 1/04, С 25 С 7/08 последующее отделение от подложки 19 деформацией контактирующих с усилием роликов 8 и 9, которые встречно сжимают до полного без зазора прилегания каждого из роликов к поверхностям подложки 19 и фольги, В место сжатия роликов 8 и 9 и отделения фольги от подложки подают раствор ПАВ, выбранный из числа ингибиторов коррозии медной фольги, предпочтительно из числа аминосиланов, Устройство для осуществления способа содержит систему 1 протяжки подложки 19 и по крайней мере два ролика 8 и 9, установленные с возможностью взаимного контакта их поверхностей между собой и с поверхностями фольги и подложки 19 соответственно. Ролики установлены с возможностью регулирования величины деформации поверхностей роликов в месте контакта и выполнены из вязкоупругого материала. Подача ПАВ осуществляетиз ванны 15 гидросистемой 3, выполненной с возможностью изменения уровня раствора в ванне, Подача ПАВ снижает адгезию фольги к подложке до 400/ и болеепо сравнению с эдгезией сухих подложки 19 и фольги, 2 с. и 3 з.п, ф-лы, 3 илИзобретение относится к технологии .получения электролитической медной фольги.Цель изобретения - повышение надежности разделения и качества получаемойфольги,На фиг.1 изображено предлагаемое устройство; на фиг,2 - отделение фольги отподложки; на фиг,3 - опорный роли в деформируемом состоянии.Устройство содержит систему 1 протяжки, механизм 2 разделения, гидросистему 3,смонтированные на основании 4, моталку 5,вспомогательные обводные ролики 6 и сушильную камеру 7,Механизм 2 разделения состоит изопорного ролика 8, рабочая поверхность которого выполнена из упругого материала,например резины, прижимного ролика 9,цапфы 10 которого установлены в направляющих 11 и связаны со штоками силовыхцилиндров 12 (система управления цилиндрами 12 не показана), Возможен вариант,когда рабочая поверхность обоих роликов 8и 9 выполнена из вязкоупругого материала,например, резины.Гидросистема 3 состоит из гидробака13, насоса 14, ванны 15, вентилей 16 и 17,системы трубопроводов 18. Осаждение ведут на ленточную подложку 19.Устройство работает следующим образом,Ленточная подложка с осажденнойфольгой заправлена в систему 1 протяжки имеханизм 2 разделения . С помощью гидросистемы 3 определяется необходимый уровень раствора ингибитора коррозии меди вванне. Механизм разделения устанавливается в рабочее положение, затем включается протяжка, при этом необходимоенатяжение фольги обеспечивается мотал=кой 5,В зависимости от сил сцепления междуфольгой и подложкой выбирается режим работы устройства,Первому режиму работы соответствуетотделение фольги от подложки с незначительным усилием (точка А, фиг,З) без деформации упругого слоя опорного ролика 8. Вванне 15 устанавливается нижний уровеньжидкости, при этом вентили 16 и 17 открыты, а жидкость в гидробаке 13 и ванне 15находится на одном уровне. При протяжкефольга смачивается в ванне раствором, содержащим ингибитор коррозии, и затемпроходит в сушильную камеру 7 и моталку5.Второй режим работы применяется,когда повышение силы сцепления фольги сподложкой приводит к их разделению в точке Д на фиг.4. Величина деформации вязкоупругого слоя опорного ролика выбираетсяс учетом сил сцепления между фольгой иподложкой и устанавливается с помощью5 силовых цилиндров 12, связанных с цапфой10 ролика 9. Раствор находится на нижнемуровне, когла смачивается только поверхность фольги.Третий режим работы применяется, ес 10 ли деформация упругого слоя опорного ролика является недостаточным условием дляразделения в точке Д фиг.4 из-за высокойпрочности сцепления фольги с подложкой.Для уменьшения сил сцепления в зону раз 15 деления подается раствор поверхностно-активного вещества, в качестве которогоприменяется ингибитор коррозии меднойфольги. При этом режиме устанавливаетсяверхний уровень жидкости - вы ше зоны раз 20 деления, для чего перекрывается вентиль16, жидкость перекачивается насосом 14 изгидробака 13, а затем перекрывается вентиль 17,Регулирование уровня раствора позво 25 ляет при втором режиме работы уменьшитьрасход раствора и исключить дополнительную промывку поверхности ленточной подложки. (по сравнению с третьим режимом).На фиг.2 изображены ролики 8 и 9 меха 30 низма разделения и обозначены точки, вкоторых происходит разделение фольги иподложки, где Т,ф - натяжение подложки сфольгой; Тф - натяжение фольги; Т - натяжение подложки после разделения. Разде 35 ление в точке А или вблизи нее происходитпри незначительном усилии отслаивания, Сувеличением прочности сцепления разделение может происходить в точках Б и В. Приразделении в точке Б подложка прилегает к40 прижимному ролику 9, а фольга отделяетсяот поверхности опорного ролика 8, при этомтонкая фольга выдерживает меньшее натяжение, чем подложка. В точке В ни подложка, ни фольга не прилегают к поверхности45 роликов. В процессе разделения на участкеБВ будет происходить проскальзываниефольги на роликах и становится возможнымпоявление дефектов: неравномерностьпрочности сцепления по длине приводит к50 перемещению рывками, а неравномерностьпрочности сцепления по ширине - к смятию,образованию складок.На фиг,З изображены ролики механизма разделения, когда упругий, слой опорно 55 го ролика деформирован, При силахсцепления, соответствующих точкам Б и В,разделение будет происходить только в точке Д, что обеспечивает прилегание тонкойфольги.и подложки к поверхностям роликовв момент их разделения, Обозначенный на510 20 25 30 35 40 50 фиг.З угол длины зоны касания 2 асоответствует условию равенства диаметров роликов 8 и 9, Чем больше упругая деформация ролика 8, тем больше угол 2 а(при равенстве диаметров роликов) и тем больше допустимое значение прочности сцепления фольги с подложкой.При деформации упругого слоя ролика 8 возможно его вспучивание на входе и выходе фольги с подложкой при движении между контактирующими роликами, что уменьшает угол 2 а. Для компенсации этого явления на выходе и его влияния на величину угла 2 а поверхностный рабочий слой ролика 8 выполнен из вязкоупругого каучу- коподобного материала с большими гистерезисными потерями. На фиг.З изображена эпюра давления в динамике, когда ролики вращаются, из которой видно, что вспучивание преобладает на входе, а на выходе практически сохраняется радиус ролика без изменений и угол 2 а существенно не уменьшается,При повышенных значениях прочности сцепления шероховатых поверхностей качественному разделению способствует одновременно с деформацией контактной поверхности опорного ролика применение раствора поверхностно-активного вещества, которое выбирают из числа ингибиторов коррозии меди. Это позволяет совместить в одной операции разделение и финишную поверхностную обработку, что обеспечивает качественное состояние фольги, отсутствие механических повреждений и улучшенные физико-химические свойства, например повышенную коррозионную стойкость образованной поверхности тонкой фольги со стороны отделенной подложки, При этом отпадает необходимость в протяжке тонкой фольги после разделения через дополнительные емкости,Выбор соединения из числа известных ингибиторов определяется не только влиянием его на коррозионную стойкость, но и его действием на разделение поверхностно-активного вещества, о чем можно судить по изменению величины усилия отслаивания, Измерения показывают эффективность применения растворов соединений из группы водорастворимых аминосиланов.П р и м е р. Медная фольга толщиной 12 мкм осаждается на подложке из алюминиевой фольги марки А - 5,толщина 70 мкм, которая предварительно подвергается очистке в щелочном растворе и гидроабразивной обработке суспенэией карбида кремния фракция ЬЬ 4 до параметра шероховатости 0,65 мкм, Величина усилия определяется методом нормального отслаивания из расчета на 1 см по ширине отслаиваемой полоски меди. Разделениеосуществляется на воздухе (1) и в растворах,содержащих 1 г/л, следующих ингибиторовкоррозии меди: 2-бентриазола, 3-аминопропилтриэтоксисилана, 4-метилтриэтоксисилана, 5-метакрилоксипропилтриэтоксисилана.Данные приведены ниже,Как видно из приведенных данных, использование раствора ингибитора при разделении значительно ослабляет адгезию инаиболее заметно для растворов аминосиланов до 40 О и более по сравнению с адгезией, измеренной на воздухе), аследовательно, расширяет возможностипредлагаемого способа.Таким образом, использование предла-.гаемого способа по сравнению с известными обеспечивает следующие преимущества:повышение надежности отслаиваниятонкой медной фольги при непрерывном ееполучении .от бесконечной ленточной подложки без повреждения и других дефектов,вызываемых отделением фольги отповерхности ролика в процессе разделения;снижение усилия отслаивания в условиях разделения шероховатых поверхностейври одновремеНном упрощении процессаполучения фольги за,счет совмещения операций разделения и обработки, что позволяет повысить. качество тонкой меднойфольги и эффективность ее изготовления испособствует расширению производствановых типов фольгированных диэлектриковс тонкомерной медной фольгой для прецизионных печатных плат, используемых в радиоэлектронной аппаратуре.Формула изобретенияСпособ получения медной фольги,включающий электроосаждение слоя медина бесконечной ленточной подложке и егопоследующее отделение от подложки деформацией контактирующих с усилием роликов,.о тл и ч а ю щ и й с я тем, что, с цельюповышения надежности разделения и качества получаемой фольги, ролики встречносжимают до полного без зазора прилеганияк каждому ролику поверхностей подложки ифольги соответственно.2. Способ по п 1, о тл и ч а ю щи й с ятем, что в место сжатия роликов и отделенияфольги от подложки подают раствор поверхностно-активных веществ, выбранных изчисла ингибиторов коррозии медной фольги.3. Способ по п.2, о т л и ч а ю щ и й с ятем, что ингибитор коррозии выбирают изчисла аминосиланов.4. Устройство для получения меднойфольги, содержащее систему протяжки под1661248 Составитель Н,ПетровРедактор М.Стрельникова Техред М.Моргентал Корректор О. Кравцо Заказ 2099 Тираж 1 О 1 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ С 113035, Москва, Ж, Раушская наб 4/5 роизводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 ложки и по крайней мере два ролика, установленные с возможностью контакта их поверхностей между собой и с поверхностями подложки и осаждаемой на подложку фольги, о тл и ч а ю ще ес я тем,что, с целью повышения надежности разделения и качества получаемой фольги, ролики установлены с воэможностью регулирования величины деформации поверхностей роликов в месте контакта, при этом по крайнеймере один ролик выполнен из вязкоупругогоматериала,5 5, Устройство по п.4, о т л и ч а ю щ е ес я . тем, что оно снабжено ванной для раствора ингибитора коррозии меди с гидросистемой, выполненной с возможностью изменения уровня раствора в ванне.10