[发明专利]一种制备预应力电解铜箔的方法及装置

权利要求书

1.一种制备预应力电解铜箔的方法，其特征在于：包括以下步骤：

步骤1，配置电解液：按各类电解铜箔现有生产工艺配置；

步骤2，阴极板安装：固定其一端，另一端与传动机构相连；或两端均与传动机构相连；传动机构用于对阴极板施加单一的拉应力、压应力或切应力，或是以上多种应力的组合；

步骤3，调试传动机构，确保其工作稳定，通过位移传感器观察阴极板的变形；最后往电解槽内注满电解液；

步骤4，制备初始电沉积层；不对阴极板施加应力载荷，即应力载荷F＝0,先制备一定厚度H的初始沉积层，电沉积时间按下列公式1计算：

T＝7.544×10^-3 ηBLH/I        公式1

公式1中：T为电沉积时间，s；η为电流效率，％；B为阴极板宽度，mm；L为阴极板长度，mm；H为铜箔厚度，mm；I为电流强度，A；

步骤5，制备第二电沉积层；此时对阴极板施加应力载荷F＝F₁,制备一定厚度H₁的沉积层，电沉积时间仍按公式1计算；应力载荷F按下列公式2进行计算与控制：

F≤Aσ_e /S            公式2

公式2中：F为应力载荷，N；A为阴极板断面面积，mm²；σ_e为阴极板材料的弹性极限或屈服极限，N/mm²；S为安全系数；

步骤6，重复步骤4和步骤5，即可制备出不同性质的内应力在厚度方向形成了某种梯度交替分布的电解铜箔；

步骤4和步骤5不分先后顺序；

步骤7，沉积完成后，将电解铜箔从阴极板上剥离并进行后续的表面处理。

2.根据权利要求1所述的制备预应力电解铜箔的方法，其特征在于：阴极板的厚度不超过1mm。

3.根据权利要求1所述的制备预应力电解铜箔的方法，其特征在于：步骤4中铜箔厚度控制在2.5-6μm。

4.根据权利要求1所述的制备预应力电解铜箔的方法，其特征在于：步骤5中安全系数S控制在1.1-1.6。

5.一种制备预应力电解铜箔的装置，用于实现权利要求1-4任一项所述的制备预应力电解铜箔的方法，其特征在于：所述装置包括电解液配制槽(18)、电解槽(10)、螺杆传动机构、电源(11)、机架(5)及连接、支撑、密封、绝缘附件；

所述螺杆传动机构包括电机(1)、联轴器(2)、丝杆(3)、滚动轴承(4)、上端螺母拉头(6)、导杆(19)、下端固定螺栓(9)、螺母(13)、位移传感器、拉力传感器；

下端固定螺栓(9)整体外部涂覆或包覆绝缘材料，并接入地线(12)；上端螺母拉头(6)整体外部或与阴极板接触部分涂覆或包覆绝缘材料；阴极板(7)上下两端固定件的整体外部涂覆或包覆绝缘材料；电机与丝杆之间的联轴器(2)采用绝缘联轴器。

6.根据权利要求5所述的制备预应力电解铜箔的装置，其特征在于：所述装置还包括伺服电机、电机驱动器、PLC控制器，选用伺服电机、电机驱动器、位移传感器、拉力传感器、PLC控制器，进行组态界面设计，实现上下位机通讯，实现整套系统的自动化精确控制。

7.根据权利要求5所述的制备预应力电解铜箔的装置，其特征在于：所述电解液配制槽(18)内底部设有加热管(17)，所述电解液配制槽(18)的一侧底部设置有进液管(16)，所述进液管(16)的另一端导通至电解槽(10)的顶部，所述电解槽(10)与电解液配制槽(18)之间设置有循环泵(14)，所述循环泵(14)与电解槽(10)通过出液管(15)连接至电解槽(10)的一侧底部，所述循环泵(14)与电解液配制槽(18)通过出液管(15)导通至电解液配制槽(18)的顶部。