复合集流体的材料特性及工艺原理介绍

以下介绍的是复合集流体的材料特性及工艺原理。

1.复合集流体的材料特性

 复合集流体可采用的基膜有PI（聚酰亚胺）、PP（聚丙烯）和PET（聚对苯二甲酸乙二酯）。PI是性能较好的薄膜类绝缘材料，具有良好的力学、电学、化学、 抗辐射性能、耐高温和耐低温性能；PP具有很好的光学性能，透明度好，且在高温下不释放有毒物质，常用于食品包装；PET具有良好的耐高温、耐低温性能， 且机械性能优异，韧性是所有热塑性材料中最好的。综合成本和性能要求，目前复合铜箔基膜主要采用PET基膜，水电镀工艺引入后PP基膜渗透率将有所提高。

2.复合集流体的工艺原理

磁控溅射

 复合集流体工艺目前可分为两步法（磁控溅射—水电镀）和三步法（磁控溅射—蒸镀—水电镀）。

 真空磁控溅射技术是复合铜箔制造工艺的核心。真空磁控溅射的原理是用氩离子（Ar+）轰击铜合金靶材，使靶材发生溅射，在溅射粒子中，中性的铜原子或部 分铜离子沉积在基膜上形成薄膜，厚度一般为20-40nm。此工艺发生的主要反应为： 阴极：Cu + 2Ar+→ Cu2+; 阳极：Ar –e- → Ar+

真空磁控溅射工艺对设备要求较高，是影响产品良率和性能的关键。且磁控溅射沉积铜的效率相对于真空蒸镀和水电镀较低，是影响产线线速度的主要环节。

蒸镀 

真空蒸镀是三步法制备复合铜箔的关键步骤。真空蒸镀是指在真空条件下，通过一定的方式将金属铜（蒸发源）加热至蒸发，蒸汽运动到基材表面沉积形成铜 层的过程。三步法相较于两步法增加了真空蒸镀的工艺，能够有效提高铜层的均匀性。真空蒸镀蒸发铜的量大于磁控溅射，所以此步骤可用于磁控溅射之后， 对基材铜层进行加厚，从而减少水电镀用时，在一定程度上提高产线速度。

水电镀

水电镀工艺负责加厚铜沉积层，工艺技术相对成熟。水电镀又称离子置换反应，是通过外加电源，溶液中的铜离子在基膜侧得到电子还原为铜原子，沉积在基 膜表面加厚铜层，而铜源表面的铜失去电子形成游离铜离子不断补充溶液中的铜离子。

 根据重庆金美环评报告，水电镀工艺分为两各环节：碱性水电镀和酸性水电镀。碱性水电镀得到的镀铜层与基膜的结合力强，形成的铜层晶粒致密被称为“高密 度铜层”，而酸性水电镀阴极电流效率高，镀层光亮平整。