一種用于壓延銅箔鍍銅工序的循環溶銅造液裝置及方法
【專利摘要】本發明公開了一種用于壓延銅箔鍍銅工序的循環溶銅造液裝置及方法，裝置包括溶銅塔、溶銅循環槽、輸送泵、循環槽、循環泵和鍍銅槽，還包括：噴淋管、噴液泵、計量泵和第一管路，噴淋管設置在所述溶銅塔內的上部，噴淋管上設有若干噴淋頭；噴液泵的一端通過管路深入到所述溶銅循環槽的內部，另一端通過管路與所述噴淋管相連；計量泵與所述輸送泵并聯連接；第一管路連接所述鍍銅槽與循環槽，且在第一管路上設有第四閥門。本發明因具有簡單、新穎、節能、高效等諸多特點，因而具有良好的推廣應用價值。
【專利說明】-種用于壓延銅箔鍍銅工序的循環溶銅造液裝置及方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及一種用于壓延銅箔鍍銅工序的循環溶銅造液裝置及方法。
【背景技術】
[0002] 壓延表面處理銅箔具有優良的抗拉強度、良好的延伸率和表面低輪廓度，以及優 異的金屬致密性和低電阻率等良好物理性能。這些獨特的優勢，使得壓延表面處理銅箔大 大領先于通常在電子生產領域多年來廣泛使用的電解表面處理銅箔。可以看出，壓延表面 處理銅箔比電解表面處理銅箔具有更強大的質量優勢和更大的發展空間。壓延銅箔表面處 理技術理論研究和生產，是國內近年興起的一項重要新興產業。這方面，我國在自行研制、 開發的基礎上，取得了不少成績。同時也引進了國外具有先進理念的一項新的科研生產技 術和相關設備。但是，從目前來看，國內外壓延表面處理銅箔的生產技術和設備，也普遍具 有一些不足的共性，尤其是存在工藝復雜冗長，質量忽高忽低和成本、能耗居高不下、工藝 設備需要改進等等問題。目前，這些問題還未有好的解決方案。
[0003] 傳統的壓延銅箔鍍銅工序的循環溶銅造液方式主要是采用大循環造液工藝模式 (見附圖1)。大循環溶銅造液工藝模式，是溶銅體系的循環造液是與整個溶液循環系統是 串聯循環的。是一種邊循環邊溶銅造液的"直通"循環造液工藝模式。這種工藝模式的優點 是工藝設備簡單，溶銅快，操作方便。缺點是在循環造液（即溶銅過程）時，其循環溶銅的 過程必定是連續的，就是說，只要溶銅過程在大循環中進行，溶銅的過程就會同時進行。這 就會導致生產中，整個鍍銅溶液不需要增加含銅量時，循環溶銅過程仍在進行。這對這種現 象對生產和工藝的控制，是極為不利的。所以說，這種循環造液的工藝模式的溶銅速度控制 難度很高。特別是對于表面處理中的某些低銅溶液，這種循環造液工藝，很容易使溶液的含 銅量在不間斷的大循環溶銅過程中，超出工藝參數的上限，使工藝條件的可控性降低。
【發明內容】
[0004] 本發明的技術任務是針對上述現有技術中的不足，提供一種用于壓延銅箔鍍銅工 序的循環溶銅造液裝置及方法，其具有獨到、新穎、實用和高效的壓延銅箔表面后處理循環 溶銅技術的特點。
[0005] 為了實現上述目的，根據本發明提出的技術方案如下：
[0006] -種用于壓延銅箔鍍銅工序的循環溶銅造液裝置，包括依次相連的溶銅塔、溶銅 循環槽、輸送泵、循環槽、循環泵和鍍銅槽，所述溶銅塔上端具有進氣口和進液口，下端具有 出液口，所述進液口進通過第一閥門連通所述鍍銅槽，所述出液口連通所述溶銅循環槽，還 包括：噴淋管，所述噴淋管設置在所述溶銅塔內的上部，所述噴淋管上設有若干噴淋頭；噴 液泵，所述噴液泵的一端通過管路深入到所述溶銅循環槽的內部，另一端通過管路與所述 噴淋管相連；計量泵，所述計量泵與所述輸送泵并聯連接，所述輸送泵前后兩側均設有第二 閥門，所述計量泵的前后兩側均設有第三閥門；第一管路，所述第一管路連接所述鍍銅槽與 循環槽，且在第一管路上設有第四閥門。
[0007] 優選的，所述溶銅塔的下端呈漏斗形。
[0008] 優選的，所述溶銅塔的上端還設有進銅口。
[0009] 優選的，所述循環槽上設有硫酸進口和純水進口。
[0010] 優選的，所述噴液泵與溶銅塔之間的管路連接有第二管路，所述第二管路與所述 溶銅循環槽相連通，所述第二管路上設有第五閥門。
[0011] 優選的，所述輸送泵與循環槽之間的管路連接有第三管路，所述第三客路與所述 溶銅循環槽相連通，所述第三管路上設有第六閥門。
[0012] 優選的，還包括送液泵，所述送輸泵的進口連接所述循環槽，出口連接所述溶銅循 環槽。
[0013] 本發明還提供一種用于壓延銅箔鍍銅工序的循環溶銅造液方法，步驟為：
[0014] (1)當初次生產造液時，輸送泵以及前后的第二閥門開啟，將與其并聯的計量泵 以及前后的第三閥門關閉；同時，將第一閥門開啟，第二閥門關閉；這樣，使循環造液的溶 銅溶液與整個溶液循環系統形成大的串聯循環，在加上溶銅塔和溶銅循環槽的自身循環溶 銅，能大大加快循環溶銅速度，發揮了上述工藝設備簡單，溶銅快，耗能少的優勢。
[0015] ⑵當正常生產時，輸送泵以及前后的第二閥門關閉，與其并聯的計量泵以及前后 的第三閥門開啟；同時，將第一閥門關閉，第二閥門開啟；根據循環槽中的銅的濃度通過計 量泵向循環槽中補充銅離子。這樣，使溶銅循環造液溶液與整個溶液循環系統串聯循環切 斷，形成閉路循環造液小循環，然后通過計量泵以逐步向整個循環系統加入、補充銅離子的 形式，向整個溶液體系補充銅離子，使其工藝控制穩定的目的。
[0016] 以上溶銅模式，可以在不同的控制要求下任意選擇交替使用。同時，也可在在線濃 度計的配合下，實行自動轉換和溶液濃度自動控制。因濃度自動控制部分不屬本專利討論 范圍，本文不再贅述。所述在線濃度計可以設置在循環槽中。
[0017] 本發明的這種管道的改造連接和循環造液工藝，據目前資料，是一項國內外電解 和表面處理生產的溶銅循環工藝尚未使用的，是具有特色的新穎循環造液工藝模式。它的 有益效果是：
[0018] (1)在鍍銅溶液系統需要增加銅離子濃度時（如初次開槽和急需補充銅離子時）， 能快速進行循環溶銅，使體系銅含量得到迅速補充；
[0019] (2)在鍍銅過程正常進行時，可以以平穩的方式循環溶銅，即小循環造液溶銅套大 循環補充銅離子的溶液循環方式，來保證工藝參數穩定；
[0020] (3)可以靈活采用以上兩種循環溶銅模式交替使用的方式，以適應和滿足生產中 的即時需要。
[0021] 進而，有針對性用于壓延銅箔鍍銅工序中，在壓延銅箔和電解銅箔表面處理的生 產過程中，具備了極大的可操作性：當開車或需要快速補充銅離子時，采用前者循環溶銅造 液模式，使溶液含銅及時達到工藝指標。正常生產時，可采用后者單循環溶銅造液模式，以 穩定的補充銅離子的方式來平衡工藝技術參數。這樣，可以在溶銅速度和穩定性方面進行 合適的選擇。同時，由于可以合理地采用間歇式溶銅，使溶液體系的含銅量更加穩定，同時 也可取得控制、節約能耗的效果。
[0022] 采用以上的操作步驟，就能對生產中在溶銅速度和穩定性方面，進行合適的選擇， 發揮兩種溶銅方式的優勢，取得高速、高效的良好溶銅造液效果。
[0023] 本發明的附加方面和優點將在下面的描述中部分給出，部分將從下面的描述中變 得明顯，或通過本發明的實踐了解到。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0024] 圖1是現有技術中用于壓延銅箔鍍銅工序的循環溶銅造液裝置；
[0025] 圖2是本發明中用于壓延銅箔鍍銅工序的循環溶銅造液裝置。
[0026] 其中，溶銅塔1 ;溶銅循環槽2 ;噴液泵3 ;輸送泵4 ;計量泵5 ;循環槽6 ;循環泵7 ; 鍍銅槽8 ;送液泵9 ;第一管路10 ;第二管路11 ;第三管路12 ;第一閥門13 ;第二閥門14 ;第 三閥門15 ;第四閥門16 ;第五閥門17 ;第六閥門18。
【具體實施方式】
[0027] 下面通過參考【具體實施方式】描述的本發明的實施例，實施例僅用于解釋本發明， 而不能理解為對本發明的限制。
[0028] 為適應壓延銅箔表面處理的鍍銅工藝需要，對于現有傳統的溶銅模式的一種改 進，如圖2所示，一種用于壓延銅箔鍍銅工序的循環溶銅造液裝置，包括溶銅塔1、溶銅循環 槽2、噴液泵3、輸送泵4、計量泵5、循環槽6、循環泵7、鍍銅槽8和送液泵9。
[0029] 所述溶銅塔1的上端具有進氣口和進液口，下端具有出液口。溶銅塔1內的上部 設有噴淋管，噴淋管上設有若干噴淋頭。溶銅塔1的上端還設有進銅口。溶銅塔1的下端 出液口呈漏斗形，溶銅塔1內出液口的上端設有篩板，篩板的中部設有若干網狀孔，且中部 位于漏斗形出液口的出口的正上方，中部直徑與漏斗口大小相至一致，篩板的外部為平板， 銅液不能流下。這樣，當銅液經漏斗口快速流下時，在篩板與出口之間形成負壓，帶動篩板 上方的空氣向下流出，從而可以空氣更充分地參與到溶銅反應中來。
[0030] 所述噴液泵3的進口與深入到溶銅循環槽2內部液面以下的管路連接，出口通過 管路連接噴淋管。該管路還連接第二管路11的一端，第二管路11的另一端與溶銅循環槽 2相連通，第二管路11上設有第五閥門17。
[0031] 所述輸送泵4的前后兩端均設有第二閥門14,輸送泵4的進口另一深入到溶銅循 環槽2內部液面以下的管路連接，出口通過管路連接循環槽6。出口與循環槽6之間的管路 還與第三管路12的一端相連，第三管路12的另一端連接溶銅循環槽2,第三管路12上設有 第六閥門18。
[0032] 所述計量泵5與輸送泵4以及第二閥門14并聯連接，輸送泵4的前后兩側均設有 第三閥門15。計量泵5的規格可以為：輸出流量：0?1000L/Hr，揚程：20m。
[0033] 所述循環槽6上設有硫酸進口和純水進口，循環槽6內部設有濃度計，可以實時檢 測循環槽6內銅液中銅的濃度。
[0034] 所述循環泵7的進口通過管路連接到循環槽6內液面以下，出口通過管路連接所 述鍍銅槽8。
[0035] 所述鍍銅槽8由機列電鍍槽溢流方式通過管路連通溶銅塔1的進液口，鍍銅槽8 與進液口之間的管路上設有第一閥門13,該管路還連接第一管路10的一端，第一管路10的 另一端連接循環槽6。第一管路10上設有第四閥門16。
[0036] 所述送液泵9的進口通過管路連接循環槽6,出口通過管路連接溶銅循環槽2。
[0037] 本發明實施例還提供一種用于壓延銅箔鍍銅工序的循環溶銅造液方法，步驟為：
[0038] (1)當初次生產造液時，輸送泵4以及前后的第二閥門14開啟，將與其并聯的計量 泵5以及前后的第三閥門15關閉；同時，將第一閥門13開啟，第二閥門14關閉；這樣，使循 環造液的溶銅溶液與整個溶液循環系統形成大的串聯循環，在加上溶銅塔1和溶銅循環槽 2的自身循環溶銅，能大大加快循環溶銅速度，發揮了上述工藝設備簡單，溶銅快，耗能少的 優勢。
[0039] (2)當正常生產時，輸送泵4以及前后的第二閥門14關閉，與其并聯的計量泵5以 及前后的第三閥門15開啟；同時，將第一閥門13關閉，第二閥門14開啟；根據循環槽6中 的銅的濃度通過計量泵5向循環槽6中補充銅離子。這樣，使溶銅循環造液溶液與整個溶 液循環系統串聯循環切斷，形成閉路循環造液小循環，然后通過計量泵5以逐步向整個循 環系統加入、補充銅離子的形式，向整個溶液體系補充銅離子，使其工藝控制穩定的目的。
[0040] 鍍銅溶液參考工藝標準如下：
[0041] (1)固化鍍銅
[0042] 鍍銅：Cu :3〇 ?8〇g/L ;H2S04 :6〇 ?l6〇g/L ;
[0043] 溶銅：Cu :50 ?150g/L ;H2S04 :60 ?160g/L ;
[0044] (2)粗化鍍銅
[0045] 鍍銅：Cu :10 ?30g/L ;H2S04 :50 ?150g/L ;
[0046] 溶銅：Cu :30 ?120g/L ;H2S04 :50 ?150g/L ;
[0047] ⑶黑化鍍銅
[0048] 黑化鍍銅：Cu :2· 0 ?20g/L ;H2S04 :20 ?80g/L ;
[0049] 黑化溶銅：Cu :10 ?40g/L ;H2S04 :20 ?80g/L。
[0050] 本發明的工藝過程中，當壓延銅箔表面處理機列剛開機或急需補充銅離子的情況 下，采用溶銅塔大循環溶銅模式，使溶液含銅量迅速達到工藝目標值。進入正常生產后，采 用溶銅塔小循環溶銅模式，采用大循環套小循環的方式，使鍍銅溶液體系維持正常的補充 銅離子的需要。這樣的新穎、靈活銅模式，所需增加的投入很小。
[0051] 可以看出，采用新穎、靈活的循環溶銅模式，能兼顧不同溶銅循環模式的優點，當 開車或需要快速補充銅離子時，溶銅塔的進液由機列電鍍槽溢流進入，此時為采用大循環 溶銅造液模式，再加上溶銅塔和溶銅循環槽配合的自身溶銅，使得整個溶液體系含銅及時、 迅速達到工藝指標。正常生產時，可采用大循環套小循環溶銅造液模式，此時，溶銅塔的進 液為自身溶銅循環的間隙式溶銅造液。因此，交替采用兩種靈活的溶銅模式，可以在溶銅速 度和穩定性方面進行合適的選擇。同時，由于平時生產中可以合理地采用間歇式溶銅，不但 使溶液體系的含銅量更加穩定，同時也可取得控制、節約能耗的效果。
[0052] 本發明專利的工藝和設備特點同現有技術相比，具有以下突出的有益效果：
[0053] 1)由于采用了新穎循環溶銅造液模式，可采用大循環大流量循環銅銅造液方式， 在（開槽）開機或需要急速補充溶液銅含量時，節約了開槽（開機）的準備時間和調整工 藝條件的時間。如：初次開機的循環造液溶銅，以典型的固化溶銅舉例，采用大循環大流量 循環銅銅造液方式，溶銅速度可達15kg/Hr，而表面處理銅箔正常生產的每小時耗銅為 ：
[0054] 1. 186g/A/Hr (電化當量）X4500A(最大值）X1小時（時間）X95% (電流效率） =5230. 26g = 5. 23kg即：正常生產耗銅速度為：5. 23kg/Hr。
[0055] 由此可見，采用大循環大流量循環銅銅造液方式，每小時能溶銅15kg，大大高于生 產的耗銅速度，其溶銅能力具有很大的余量。這種大循環大流量的循環溶銅方式，對于初次 開槽溶銅和快速補充銅離子，是非常實用的。
[0056] 2)在正常生產時，通過轉換閥門和相關電器切換，采用間隙式小循環溶銅模式，較 連續的大循環溶銅造液模式大量地減少了能源消耗。而其主要的優點是，此模式補充的銅 離子不是直接的，而是間接的往補充銅離子的模式，減少了銅離子濃度因迅速增高的超標 之虞。
[0057] 3)采用以上新穎、靈活的循環溶銅造液模式：
[0058] (1)能節約初次開槽準備時間
[0059] (2)正常生產時，能利用間隙式使用計量泵及小流量的循環泵，取代大流量的循環 泵，在一定程度上節省了能源消耗。
[0060] (3)由于采用了上述循環造液模式，間接地約提高了生產效率3%，經濟效益明 顯。
[0061] 綜上所述，本發明專利因具有簡單、新穎、節能、高效等諸多特點，因而具有良好的 推廣應用價值。
[0062] 盡管已經示出和描述了本發明的實施例，本領域的普通技術人員可以理解：在不 脫離本發明的原理和宗旨的情況下可以對這些實施例進行多種變化、修改、替換和變型，本 發明的范圍由權利要求及其等同物限定。
【權利要求】
1. 一種用于壓延銅箔鍍銅工序的循環溶銅造液裝置，包括依次相連的溶銅塔、溶銅循 環槽、輸送泵、循環槽、循環泵和鍍銅槽，所述溶銅塔上端具有進氣口和進液口，下端具有出 液口，所述進液口進通過第一閥門連通所述鍍銅槽，所述出液口連通所述溶銅循環槽，其特 征在于，還包括： 噴淋管，所述噴淋管設置在所述溶銅塔內的上部，所述噴淋管上設有若干噴淋頭； 噴液泵，所述噴液泵的一端通過管路深入到所述溶銅循環槽的內部，另一端通過管路 與所述噴淋管相連； 計量泵，所述計量泵與所述輸送泵并聯連接，所述輸送泵前后兩側均設有第二閥門，所 述計量泵的前后兩側均設有第三閥門； 第一管路，所述第一管路連接所述鍍銅槽與循環槽，且在第一管路上設有第四閥門。
2. 根據權利要求1所述的用于壓延銅箔鍍銅工序的循環溶銅造液裝置，其特征在于， 所述溶銅塔的下端呈漏斗形。
3. 根據權利要求1所述的用于壓延銅箔鍍銅工序的循環溶銅造液裝置，其特征在于， 所述溶銅塔的上端還設有進銅口。
4. 根據權利要求1所述的用于壓延銅箔鍍銅工序的循環溶銅造液裝置，其特征在于， 所述循環槽上設有硫酸進口和純水進口。
5. 根據權利要求1所述的用于壓延銅箔鍍銅工序的循環溶銅造液裝置，其特征在于， 所述噴液泵與溶銅塔之間的管路連接有第二管路，所述第二管路與所述溶銅循環槽相連 通，所述第二管路上設有第五閥門。
6. 根據權利要求1所述的用于壓延銅箔鍍銅工序的循環溶銅造液裝置，其特征在于， 所述輸送泵與循環槽之間的管路連接有第三管路，所述第三客路與所述溶銅循環槽相連 通，所述第三管路上設有第六閥門。
7. 根據權利要求1所述的用于壓延銅箔鍍銅工序的循環溶銅造液裝置，其特征在于， 還包括送液泵，所述送輸泵的進口連接所述循環槽，出口連接所述溶銅循環槽。
8. -種用于壓延銅箔鍍銅工序的循環溶銅造液方法，其特征在于，步驟為： (1) 當初次生產造液時，輸送泵以及前后的第二閥門開啟，將與其并聯的計量泵以及前 后的第三閥門關閉；同時，將第一閥門開啟，第二閥門關閉； (2) 當正常生產時，輸送泵以及前后的第二閥門關閉，與其并聯的計量泵以及前后的第 三閥門開啟；同時，將第一閥門關閉，第二閥門開啟；根據循環槽中的銅的濃度通過計量泵 向循環槽中補充銅離子。
【文檔編號】C25D7/06GK104047045SQ201410300112
【公開日】2014年9月17日 申請日期:2014年6月30日 優先權日:2014年6月30日
【發明者】王士杰, 張偉, 馮連朋, 張玉翠, 王亞超, 張禹, 朱清濤 申請人:中色奧博特銅鋁業有限公司