電沉積銅、包括其的電部件和電池的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及電沉積銅錐，W及包括電沉積銅錐的電部件和電池，并且更具體地，設(shè) 及低粗糖度、高強(qiáng)度的且高延伸率的電沉積銅錐，其即使在高溫?zé)崽幚碇笕酝瑫r(shí)具有高 拉伸強(qiáng)度和高延伸率。
【背景技術(shù)】
[0002] 銅錐通常被用作二次電池的集流體。作為銅錐，主要使用通過(guò)社制加工獲得的社 制銅錐，但是社制銅的制備成本高且難W制備寬度大的銅錐。此外，由于社制銅錐在社制加 工期間使用潤(rùn)滑油，社制銅錐與活性材料的粘附性可能由于潤(rùn)滑油的污染而劣化，使得可 能使電池的充放電循環(huán)特性劣化。
[0003] 裡電池在充放電期間伴隨著體積的變化和由于過(guò)充電的發(fā)熱現(xiàn)象。此外，在對(duì)銅 錐基材幾乎沒(méi)有影響的情況下，為了改善與電極活性材料的粘附性，并且考慮到基于充放 電循環(huán)的活性材料層的膨脹和收縮，為了防止充當(dāng)集流體的銅錐中產(chǎn)生權(quán)皺、破裂等，銅錐 的表面粗糖度要低。因此，需要能夠抵抗裡電池的體積變化和發(fā)熱現(xiàn)象并且與活性材料的 粘附性優(yōu)良的高延伸率、高強(qiáng)度且低粗糖度的銅錐。
[0004] 此外，根據(jù)對(duì)于輕薄短小的電子器件的要求，為了提高基于高性能、高緊湊性和輕 質(zhì)的小面積內(nèi)的電路的集成度，對(duì)半導(dǎo)體安裝基板或主板基板的精細(xì)布線的需求增加。當(dāng) 使用厚銅錐來(lái)制造具有精細(xì)圖案的印刷線路板時(shí)，用于形成布線電路的蝕刻時(shí)間增加，并 且布線圖案的側(cè)壁垂直性降低。特別地，當(dāng)通過(guò)蝕刻形成的布線圖案的線寬小時(shí)，布線可能 斷開(kāi)。因此，為了獲得精細(xì)間距電路，需要更薄的銅錐。但是，薄銅錐的厚度受到限制，因此 薄銅錐的機(jī)械強(qiáng)度較弱，因此在制造布線基板期間產(chǎn)生缺陷如權(quán)皺和彎曲的頻率增加。
[0005] 此外，集成電路（Integrated Circuit, 1C)忍片的多個(gè)端子直接接合至設(shè)置在霍 爾元件（device hall)中的內(nèi)引線，所述霍爾元件位于帶載封裝(Tape Carrier Package， TCP)等中使用的用于帶式自動(dòng)接合(Tape Automated Bonding,TAB)的半導(dǎo)體封裝基板中 產(chǎn)品的中央部，并且在運(yùn)種情況下，通過(guò)使用接合器件使電流在內(nèi)引線中瞬間流動(dòng)W加熱 內(nèi)引線并向內(nèi)引線施加預(yù)定壓力。因此，通過(guò)蝕刻電沉積銅錐形成的內(nèi)引線被接合壓力拉 伸和延展。
[0006] 因此，需要厚度小、機(jī)械強(qiáng)度高、延伸特性高并且粗糖度低的銅錐。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 技術(shù)問(wèn)題
[000引本發(fā)明致力于提供新的電沉積銅錐。
[0009] 本發(fā)明還致力于提供包括電沉積銅錐的電部件。
[0010] 本發(fā)明還致力于提供包括電沉積銅錐的電池。
[00川技術(shù)方案
[0012]本發(fā)明的一個(gè)示例性實(shí)施方案提供了一種電沉積銅錐，其中析出面(matte side) 的中線平均粗糖度Ra(ym)、最大高度Rmax(ym)和十點(diǎn)平均高度Rz(ym)滿足W下的表達(dá)式。 [OOU] 1.5< (Rmax-Rz)/Ra<6.5。
[0014] 熱處理之前電沉積銅錐的拉伸強(qiáng)度可為40kgf/mm2至70kgf/mm 2,熱處理之后電沉 積銅錐的拉伸強(qiáng)度可為40k奸/mm2至70k奸/mm2。熱處理可在180°C下進(jìn)行1小時(shí)。熱處理之后 電沉積銅錐的拉伸強(qiáng)度可為熱處理之前電沉積銅錐的拉伸強(qiáng)度的85%至99%。
[0015] 熱處理之前的延伸率可為2%至15%，熱處理之后的延伸率可為4%至15%。熱處 理可在180°C下進(jìn)行1小時(shí)。熱處理之后的延伸率可為熱處理之前的延伸率的1倍至4.5倍。
[0016] 電沉積銅錐的角部卷曲角度可為0°至45%電沉積銅錐的角部卷曲高度可為0mm至 40mm，電沉積銅錐的厚度可為2皿至10皿。
[0017] 本發(fā)明的另一個(gè)示例性實(shí)施方案提供了包括所述電沉積銅錐的電池。
[0018] 本發(fā)明的又一個(gè)示例性實(shí)施方案提供了一種電部件，其包括:絕緣基材;和粘附至 所述絕緣基材的一個(gè)表面上的電沉積銅錐。
[0019]有益效果
[0020] 根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施方案，在析出面上向外突出的表面要素的最大垂直距離 與平均垂直距離之差較小，因此本發(fā)明的電沉積銅錐即使在后處理工藝之前也表現(xiàn)出高光 澤度，從而改善產(chǎn)品的品質(zhì)。此外，本發(fā)明的電沉積銅錐表現(xiàn)出高強(qiáng)度和高延伸率，并且電 沉積銅錐的內(nèi)部應(yīng)力小，從而防止了角部卷曲現(xiàn)象。因此，本發(fā)明的電沉積銅錐表現(xiàn)出低粗 糖度、高強(qiáng)度和高延伸率，從而有利于進(jìn)行處理并降低產(chǎn)品不良率，并且當(dāng)將本發(fā)明的電沉 積銅錐用于產(chǎn)品（如PCB或二次電池的負(fù)電極集流體)中時(shí)，可W改善產(chǎn)品的可靠性。
【附圖說(shuō)明】
[0021] 圖1是根據(jù)本公開(kāi)內(nèi)容一個(gè)示例性實(shí)施方案的電沉積銅錐放大2000倍的場(chǎng)發(fā)射掃 描電子顯微鏡(陽(yáng)沈M)圖像。
[0022] 圖2是根據(jù)本公開(kāi)內(nèi)容一個(gè)示例性實(shí)施方案的電沉積銅錐放大10000倍的FESEM圖 像。
[0023] 圖3是根據(jù)本公開(kāi)內(nèi)容一個(gè)示例性實(shí)施方案的電沉積銅錐放大50000倍的FESEM圖 像。
[0024] 圖4是根據(jù)本公開(kāi)內(nèi)容一個(gè)示例性實(shí)施方案的電沉積銅錐放大100000倍的FESEM 圖像。
[0025] 圖5是根據(jù)本公開(kāi)內(nèi)容一個(gè)示例性實(shí)施方案的電沉積銅錐放大100000倍的FESEM 圖像。
[0026] 圖6是實(shí)施例1中制造的電沉積銅錐的析出面的X射線衍射(XRD)光譜。
[0027] 圖7是實(shí)施例1中制造的電沉積銅錐的表面的掃描電子顯微鏡(SEM)圖像。
[0028] 圖8是實(shí)施例2中制造的電沉積銅錐的表面的沈Μ圖像。
[0029] 圖9是實(shí)施例3中制造的電沉積銅錐的表面的SEM圖像。
[0030] 圖10是實(shí)施例4中制造的電沉積銅錐的表面的SEM圖像。
[0031] 圖11是比較例1中制造的電沉積銅錐的表面的SEM圖像。
[0032] 圖12是比較例2中制造的電沉積銅錐的表面的SEM圖像。
[0033] 圖13是比較例3中制造的電沉積銅錐的表面的SEM圖像。
[0034] 圖14是比較例4中制造的電沉積銅錐的表面的沈Μ圖像。
[0035] 最佳實(shí)施方式
[0036] 在根據(jù)本發(fā)明一個(gè)方面的電沉積銅錐中，析出面的中線平均粗糖度(Ra)、最大高 度(Rmax)和十點(diǎn)平均高度(Rz)滿足W下表達(dá)式。
[0037] 1.5< (Rmax-Rz)/Ra<6.5
【具體實(shí)施方式】
[0038] 下文中，將對(duì)根據(jù)本發(fā)明的電沉積銅錐、包括所述電沉積銅錐的電部件和電池 、W 及制造電沉積銅錐的方法進(jìn)行更詳細(xì)地描述。
[0039] 根據(jù)本發(fā)明一個(gè)示例性實(shí)施方案的電沉積銅錐滿足W下表達(dá)式。
[0040] [表達(dá)式1]
[0041] 1.5< (Rmax-Rz)/Ra<6.5
[0042] 在表達(dá)式1中，Ra意指析出面的中線平均粗糖度(皿），Rmax意指最大高度(皿），并 且Rz意指十點(diǎn)平均高度(皿）。
[0043] Ra(平均粗糖度)是析出面的平均粗糖度，并且表示實(shí)際表面與中線之間區(qū)域（即， 所測(cè)量部分的輪廓(contour))高度的絕對(duì)值的總和。Rmax意指從突出最高的表面要素（即， 最高峰)至最深凹點(diǎn)（即，最深谷）的垂直距離。即，Rmax意指表面要素的最大垂直距離。Rz為 通過(guò)在整個(gè)測(cè)量部分中測(cè)量的五個(gè)最深谷的高度和五個(gè)最高峰的高度相加獲得的平均值。
[0044] 本說(shuō)明書(shū)中的"表面要素"為析出面上的亮部并且意指從電沉積銅錐的表面突出 的部分，并且表面要素之中的高表面要素稱為峰，并且表面要素之間的凹陷區(qū)域稱為谷。
[0045] 根據(jù)本發(fā)明的電沉積銅錐的析出面的光澤度非常高。電沉積銅錐通過(guò)在浸沒(méi)在銅 電解液浴槽中的旋轉(zhuǎn)負(fù)電極筒與正電極之間提供電流W在負(fù)電極筒表面上析出（extract) 銅錐而獲得，并且電沉積銅錐中與負(fù)電極筒接觸的表面稱為光面(shiny side,S面），而光 面的反面稱為析出面。析出面不同于與筒接觸的光面，所述析出面是電沉積銅錐析出于其 上的面，因此析出面最初具有低光澤度和高表面粗糖度。因此，根據(jù)需要，在析出面上進(jìn)行 通過(guò)后處理來(lái)降低表面粗糖度并施加光澤度的過(guò)程。
[0046] 然而，即使在后處理加工之前，根據(jù)本發(fā)明的電沉積銅錐的析出面的光澤度也較 高。圖1是根據(jù)本公開(kāi)內(nèi)容一個(gè)示例性實(shí)施方案的電沉積銅錐放大2000倍的場(chǎng)發(fā)射掃描電 子顯微鏡(陽(yáng)沈M)圖像。
[0047] 當(dāng)根據(jù)工藝特性對(duì)析出面進(jìn)行2000倍的FESM總體分析時(shí)，表面上顯示出凹凸部 并且光澤度不高。相比之下，在圖1中，根據(jù)本發(fā)明的電沉積銅錐的析出面表現(xiàn)出與光面相 似的如鏡子一般的光澤度。
[004引當(dāng)通過(guò)提高FESEM分析的分辨率分析圖2的10000倍FESEM圖像、圖3的50000倍 FESEM圖像和圖4的100000倍FESEM圖像時(shí)，當(dāng)分辨率高時(shí)，可能確定表面上的凹凸部，即，表 面要素。然而，即使在10000倍FESEM圖像中也難W確定凹凸部，而在超高分辨率(如50000倍 陽(yáng)沈Μ分析和100000倍陽(yáng)沈Μ分析)下確定凹凸部。
[0049]在圖4中，根據(jù)本發(fā)明的電沉積銅錐的析出面的表面要素的尺寸和高度是均勻的。 通過(guò)W52度傾斜相同樣品獲得的100000倍FESEM分析結(jié)果示于圖5中。在圖5中，更清楚地示 出了突出的表面要素之間的谷。
[0050] 即使當(dāng)電沉積銅錐的表面具有相同的表面粗糖度時(shí)，并且當(dāng)暴露于外側(cè)的谷的面 積小或者谷的數(shù)量少時(shí)，表面光澤度得到改善。當(dāng)基于表面要素的體積來(lái)測(cè)定粗糖度時(shí)，并 且當(dāng)在相同的表面粗糖度下峰的高度大時(shí)，可認(rèn)為峰和谷形成得尖銳。即，當(dāng)假設(shè)表面