[发明专利]铜箔及使用方法

说明书

本发明关于一种具粗糙面的镀镍铜箔，其镍含量为介于100,000至300,000微克/平方分米。该经镀覆的铜箔特别适用于正温度系数(PTC)元件，且该经镀覆的铜箔具有自50到200的表面硬度、大于45千克/平方毫米(kg/mm²)的拉伸强度及不超过2.0微米(μm)的光泽面表面粗糙度(Rz)。该铜箔的粗糙面的表面粗糙度(Rz)介于6至10微米范围内，铜粗化粒子(nodules)则存在于介于铜箔和镍镀覆层之间的铜箔粗糙面上。本发明亦揭露制造铜箔及具该镀镍铜箔的PTC元件的方法。

技术领域

本发明有关于改良的铜箔，其具有铜粗化粒子于该铜箔的粗糙面上。平滑镍镀覆层形成于铜箔的光泽面以及粗糙面与铜粗化粒子上，镍粗化粒子直接接触形成于该铜箔粗糙面的镍镀覆层上。本发明的铜箔适用于制造正温度系数(PTC)元件，所述PTC元件可用于可复式保险丝。使用该PTC保险丝的具体物件包括电池、电脑、移动电话、交流电源供应器、交流/直流电源转换器、汽车、便携式数码处理器(PDA)、便携式多媒体播放器、MP3播放器、游戏控制台、USB、HUB、医疗设备、工业控制器及其他电器和电子装置及系统。本发明亦揭露制造该铜箔的方法、该PTC元件、该可复式保险丝以及所述有用制品的用途。

背景技术

用于制造电解铜箔的典型装置包括金属阴极辊筒及不溶性金属阳极，该金属阴极辊筒可旋转且具有镜面抛光表面。该不溶性金属阳极被设置在约于该金属阴极辊筒的下半部并环绕该金属阴极辊筒。铜箔藉由该装置并通过使铜电解液流动于阴极辊筒及阳极之间，在其间供应电流以使铜电镀于该阴极辊筒上，以及当达到预期厚度时自该阴极辊筒分离电镀铜而连续制造。

如此方法生产的铜箔具有光泽面(形成于阴极辊筒的铜箔表面)及铜箔表面上相对于该光泽面的粗糙面(与铜电解液接触的铜箔表面)。如此产生的铜箔具有许多用途，如应用于电池中，特别是可充电电池或二次电池以及印刷电路板(PCB)的组件。

然而，在本发明中，该电解铜箔是经过各种额外的处理以产生具有特定用途的新颖铜箔。

发明内容

本发明有关于一种能以平滑镍镀覆层进行镀覆的改良铜箔。然而，在该铜箔上镀上镍镀覆层之前，铜箔的粗糙面具有铜粗化粒子。因此，该铜粗化粒子将存在于该铜箔与平滑镍镀覆层之间。在形成镍镀覆层于该含有铜粗化粒子的铜箔之后，镍粗化粒子形成在该平滑镍镀覆层上。图1的扫描电子显微镜(SEM)系列照片说明本发明的铜箔各阶段表面的形成。

本发明的铜箔呈现出意想不到的性质，当用于形成PTC时，发现该铜箔的光泽面必须具有50至200的维氏硬度(Vickers hardness value)，或在某些情况下具有至少100的维氏硬度。此外，铜箔的拉伸强度必须大于45千克/平方毫米，因此，本发明的铜箔的拉伸强度以及表面硬度是本发明铜箔的关键技术特征。

当本发明的铜箔经由各种粗化粒子和镀层处理形成后，本发明的铜箔可形成一个PTC元件。PTC元件包括相对的导电元件及装载有使其导电的碳黑颗粒的非导电性结晶性有机聚合物基质，被设置于与该相对导电元件之间并与其接触。当冷却时，碳黑被迫进入在结晶状态的聚合物的区域中，形成许多导电通路或连结。当该元件发热时，该聚合物将扩张，从结晶转变为扩张状态，该扩张分隔该碳颗粒及断开该导电通路，导致元件的电阻增加。该电阻的增加大大降低施加在PTC元件的电路中的电流。当断电时，将停止经由流经该PTC的电流造成的加热且将冷却该PTC元件。当PTC元件冷却时，它恢复成原来的晶体结构，并返回到可容纳元件所特定的电流的低电阻状态。