電解銅箔表面缺陷及其產(chǎn)生原因的分析（1）
日期：2024-11-25 06:33:00 作者：宏力精密鋼管 閱讀數(shù)：925編者的話：
——祝大同
一、引言
此文，與業(yè)界同仁交流下電解銅箔生產(chǎn)制造中，產(chǎn)品的表面缺陷及其對產(chǎn)生原因的分析。
我們生產(chǎn)制造電解銅箔，要明確要記住、遵循三條原則：第一是“潔凈”，第二是“均勻”，第三是精準(zhǔn)。工藝設(shè)備加工、安裝要求要精準(zhǔn)。把握這三條原則，是我從事電解銅箔生產(chǎn)技術(shù)工作已經(jīng)四十多年了，積累、總結(jié)出的經(jīng)驗(yàn)。
“潔凈”——原鋪材料要干凈(由表及里);環(huán)境要干凈(非常重要);生產(chǎn)工具要干凈;人要干凈;只要這些干凈了，電解銅箔就會少產(chǎn)廢品、不產(chǎn)廢品。
“均勻”——銅料塊大小形狀要均勻;溶銅罐的布料要均勻;溶銅罐里的風(fēng)、液分布要均勻;溶銅罐里出來的高銅溶液與生箔機(jī)回的低位槽的低銅溶液混合的要均勻，向溶液里添加的添加劑在生箔機(jī)的溶液里分布要均勻;加酸時硫酸的反應(yīng)、在溶液里的分布要均勻;供生箔機(jī)的電在陽極極和陰極表面分布的要十分均勻;生箔機(jī)上的擠液、水洗、擠水、烘干要均勻;生箔機(jī)的排風(fēng)速度、風(fēng)量要均勻;生箔車間的供風(fēng)風(fēng)速(小)風(fēng)量(大)而均勻，酸霧洗滌塔的噴水要均勻;陰極輥研磨、拋光(壓力、水壓、水量、時間)要均勻;這些是電解銅箔生產(chǎn)的基本保證。銅箔越來越薄，生產(chǎn)的難度越來越大，管理越來要求越高。
“精準(zhǔn)”——工藝設(shè)備加工、安裝要精準(zhǔn);工藝管路的設(shè)計、選型、安裝要精準(zhǔn);導(dǎo)電銅排設(shè)計安裝要精準(zhǔn);銅箔越干要求越高，但我們與國際上的差距越來越大，國際上的銅箔設(shè)備已在極限之上，而我們的設(shè)備水平與極限還有一定的距離。據(jù)說國外有二、三代的技術(shù)儲備，所以國外朋友說他們是靠優(yōu)異的材料贏我們，這是我們沒有辦法的，我們只能靠調(diào)味品調(diào)整去追趕。這可是兩嘛事。銅箔的結(jié)晶組織是根本不同的，理化性能是不可比的。
電解銅箔生產(chǎn)的全過程始終受人、機(jī)、料、法、環(huán)的影響。這些因素始終處在變化之中， 導(dǎo)致生產(chǎn)過程始終在變化，最終影響產(chǎn)品質(zhì)量的不均勻性。一年四季氣候環(huán)境是處于千變?nèi)f化的，不同的氣候環(huán)境對電解銅箔生產(chǎn)和產(chǎn)品質(zhì)量的影響是不同的;從事電解銅箔生產(chǎn)的人受社會和家庭的影響，精神和行為也是處于千變?nèi)f化的，這些變化必然會影響對銅箔生產(chǎn)的操作;電解銅箔生產(chǎn)用的機(jī)械在運(yùn)行過程中造成零部件的磨損，也是處在變化之中的;電解銅箔生產(chǎn)所用各種原輔材料也是有差別的，造成生產(chǎn)條件和工藝參數(shù)始終在變化;明膠和氯離子的添加量本來是微量，由于金屬材料的電力線的能量不均勻，在電極表面極其微妙的變化是無法達(dá)到一致性控制的;這些變化影響電解銅箔生產(chǎn)過程和產(chǎn)品質(zhì)量必然處在變化之中。產(chǎn)品質(zhì)量不可能是一樣的，有的變化沒有超出銅箔質(zhì)量范圍，是成品;有的變化超出了銅箔質(zhì)量范圍，是廢品。誰家的銅箔質(zhì)量變化在掌控之中，變化小，缺陷就少，說明誰家的生產(chǎn)技術(shù)水平相對穩(wěn)定，穩(wěn)定就是技術(shù)水平高，管理水平高。
在銅箔生產(chǎn)的千變?nèi)f化之中，誰能預(yù)知，誰有準(zhǔn)備，誰能掌控，誰的質(zhì)量缺欠就少，有備則無患。預(yù)知者憑的是五年、十年的豐富實(shí)際生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)，和用豐富的科學(xué)知識深入細(xì)致的科學(xué)分析。因?yàn)殡娊忏~箔的生產(chǎn)技術(shù)目前在任何書本里找不到，而且各個銅箔生產(chǎn)廠家的工藝、設(shè)備、檢測水平、人員經(jīng)驗(yàn)素質(zhì)都不一樣，同樣的問題，但原因不一。有經(jīng)驗(yàn)者根據(jù)質(zhì)量缺欠的顏色、形狀、大小、位置、規(guī)律、方向等特點(diǎn)，可以立即判斷出產(chǎn)生的原因。甚至可以根據(jù)一年四季的變化規(guī)律事先做到預(yù)防，這些靠的是經(jīng)驗(yàn)。電解銅箔生產(chǎn)基本原理誰都懂那么一點(diǎn)，但那些靠對生產(chǎn)細(xì)微的觀察調(diào)整，親手改進(jìn)設(shè)計、安裝，親身操作得出來的實(shí)際技術(shù)，比書本上的理論更正確、更實(shí)用，沒有真正干過銅箔的人實(shí)際是不懂的，而銅箔從設(shè)計時開始最需要的，正是那些實(shí)際生產(chǎn)技術(shù)，十分豐富的生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)，不是靠聽說，不是靠看點(diǎn)資料，更不是憑網(wǎng)上的東西。
電解銅箔生產(chǎn)是經(jīng)過幾千個細(xì)微的小環(huán)節(jié)結(jié)合起來的工程，事事具細(xì)達(dá)到生產(chǎn)技術(shù)和產(chǎn)品質(zhì)量的圓滿，其中任何一個細(xì)節(jié)沒有做好，就會造成產(chǎn)品質(zhì)量出現(xiàn)缺陷。任何一個質(zhì)量缺欠都可以導(dǎo)致銅箔成為廢品，因?yàn)殂~箔是無缺陷產(chǎn)品。廢品產(chǎn)生的原因有幾百種，再仔細(xì)分析有近千個原因。比如：水處理樹脂再生晚一點(diǎn)可能造成水質(zhì)不合格，用此水洗箔導(dǎo)致銅箔表面氧化;表面處理機(jī)列任何一個螺栓松動，都可以造成銅箔出折印;過濾布袋有一、二針縫的不好，可能造成電解液漏濾銅箔出針孔或麻點(diǎn);陰極輥多拋光一、二回銅箔會打卷;等等，電解銅箔生產(chǎn)過程中每一個不起眼的小環(huán)節(jié)都關(guān)系到產(chǎn)品成廢。本人根據(jù)從事四十多年電解銅箔生產(chǎn)、技術(shù)、設(shè)備、設(shè)計、檢驗(yàn)、銷售的經(jīng)驗(yàn)，及參與多家銅箔工程的論證、驗(yàn)收、技術(shù)評估、專題會診。對電解銅箔的各種質(zhì)量缺欠進(jìn)行了分析、歸納、整理，供大家參考，由于本人水平有限，分析的可能有錯誤，請各位一線生產(chǎn)者和專家指正。各家有各家的生產(chǎn)工藝和設(shè)備，雖然大同小異，但小異有時影響的范圍卻很大，正是這些小異造成了銅箔的質(zhì)量差異，各家生產(chǎn)技術(shù)水平高低有時就差在這些小異上。所以本人的經(jīng)驗(yàn)不一定適合每一家工廠，因?yàn)楸救斯ぷ鞯臈l件和環(huán)境有限，沒有能力對各種問題進(jìn)行定量的檢測分析，只能進(jìn)行定性分析和宏觀檢測，再經(jīng)過生產(chǎn)檢驗(yàn)，對成功的和失敗的進(jìn)行綜合分析，反復(fù)驗(yàn)證，取得正確的結(jié)果，用來指導(dǎo)生產(chǎn)活動。很多人沒有經(jīng)歷上個世紀(jì)六、七、八十年代那些已經(jīng)有很大進(jìn)步的、特殊的、落后的、土法上馬的電解銅箔生產(chǎn)設(shè)備和技術(shù)，沒有親眼看到那些讓人不可思意的生產(chǎn)情景。所以，可能不能理解，更無法想象到那時的人是一種什么精神，都怎么干的!銅箔質(zhì)量問題的出現(xiàn)，一般不是單一的因素，是多種因素相互影響的結(jié)果，就象電解銅箔生產(chǎn)一樣，是各個專業(yè)技術(shù)有機(jī)地結(jié)合起來，相互極佳的配合作用。才能生產(chǎn)出來好的銅箔，在這些成千上萬個因素里如有一個因素出了問題，會直接影響其它幾個因素的變化，造成銅箔質(zhì)量出問題。電解銅箔表面質(zhì)量缺陷是指肉眼可見的問題，是宏觀上能夠看得到它的顏色、形狀、大小、方向、位置，根據(jù)這些現(xiàn)象的相互關(guān)系，我們就可以判斷出產(chǎn)生的原因。
以下，對電解銅箔經(jīng)常出現(xiàn)的一些表面質(zhì)量缺陷進(jìn)行逐一的分析。
二、電解銅箔透光點(diǎn)產(chǎn)生原因
2.1 定義
凡光線從銅箔一面穿透到另一面的孔(或眼)，直徑小于1毫米，叫電解銅箔的透光點(diǎn)。
2.2判定方法
人們把在日光下肉眼可見的透光點(diǎn)，稱為電解銅箔上的破洞;把在暗室里可見的透光點(diǎn)稱為針孔;把因硬物硌出來的透光點(diǎn)稱為壓眼。在一般情況下人們所說的透光點(diǎn)指的是針孔,直徑小于1毫米。距銅箔邊部40毫米內(nèi)的不考核。針孔在銅箔的某一固定位置反復(fù)連續(xù)出現(xiàn)稱為連續(xù)固定針孔，固定針孔容易查找，是陰極輥上有疵點(diǎn)或附著了異物所至，可根據(jù)針孔距銅箔邊部的距離來確定在陰極輥上的準(zhǔn)確位置。針孔在銅箔上無規(guī)律出現(xiàn)稱為零星針孔，零星針孔不宜查找，是電解液和環(huán)境臟所至。針孔在銅箔上大面積出現(xiàn)稱為成片針孔，成片針孔有固定的，也有零星的，是電解液和環(huán)境臟所至，在陰極輥上的贓物是固定針孔;在電解液里的贓物造成的零星針孔不易查找解決。電解銅箔的壓眼一般位置比較固定容易查找解決。
危害：銅箔上的透光點(diǎn)在用戶壓板時會造成銅箔透膠，使覆銅板與不銹鋼板粘在一起，不能順利的把覆銅板與不銹鋼板分離開，給生產(chǎn)操作帶來麻煩，影響生產(chǎn)效率。對銅箔透出來的膠還要安排人用細(xì)砂紙打磨掉，這樣又造成了覆銅板表面有砂紙打磨的痕跡，影響外觀質(zhì)量。針孔如果處在線路上，極易使線路斷路，造成整個線路板報廢。隨著人們對電子產(chǎn)品小型化的要求，印制線路越來越細(xì)，已不允許銅箔有針孔，所以銅箔出現(xiàn)透光點(diǎn)一般都判為廢品。
2.3原因及解決方法
(1)陰極輥表面金屬材料上有氣孔、砂眼、雜質(zhì)或加工疵點(diǎn)，這些缺陷在陰極輥使用過程中在表面出現(xiàn)，使該點(diǎn)不導(dǎo)電或?qū)щ姴缓茫荒苁广~沉積，導(dǎo)致該點(diǎn)無銅，形成銅箔針孔，陰極輥旋轉(zhuǎn)一周針孔出現(xiàn)一次，所以叫固定眼。用不銹鋼陰極輥生產(chǎn)電解銅箔出現(xiàn)這種問題是很正常、很普遍、很自然的。出現(xiàn)這種問題只能對陰極輥上的疵點(diǎn)進(jìn)行補(bǔ)焊修理，如果疵點(diǎn)多就得上車床把疵點(diǎn)車削掉，之后再研磨拋光。如果疵點(diǎn)車削不掉又不能補(bǔ)焊修理，陰極輥只能報廢了，東北鐵嶺銅箔廠從美國進(jìn)口的鈦材陰極輥焊口上有砂眼，由有豐富經(jīng)驗(yàn)的老工人用鐵錘把砂眼一點(diǎn)一點(diǎn)玷平，雖然有一點(diǎn)點(diǎn)凹兜，但可以用于生產(chǎn)，沒有報廢。
(2)陰極輥研磨拋光好之后，如果用水清洗的不干凈，表面留有殘存的磨料微紛和研磨劑，這些微粉和研磨劑是磨料與陰極輥表面摩擦過程中揉嵌貼附在陰極輥表面的晶間里。這些微粉和研磨劑沒有導(dǎo)電功能，它阻擋了銅離子在陰極上的析出，此處因沒有沉積上銅而形成成片針孔。所以，陰極輥磨好后一定要用有一定壓力的水，把陰極輥面沖洗干凈，沖洗水要有一定的水量，保證把貼附在陰極輥表面的微粉和研磨劑沖洗出來，并把微粉和研磨劑從陰極輥表面沖洗下去，進(jìn)入污水槽里。
(3)陰極輥研磨拋光清洗完之后，如果表面被手和身體，或表面有油、脂、灰塵、其它污物的物體摸扶觸及，會把油、脂等污物粘貼在陰極輥面上，此處不導(dǎo)電，或影響導(dǎo)電效果，極易造成此處不析出銅而產(chǎn)生針孔。所以陰極輥表面清洗干凈后，直至裝槽生產(chǎn)，這個過程陰極輥表面不能接觸到任何東西和物體，也不能使某一處接觸到水。
(4)陰極輥裝入電解槽里，開始生產(chǎn)時表面溫度低，產(chǎn)出的銅箔針孔較多。可能是陰極輥表面溫度低造成陰極極化小，導(dǎo)致陰極析氫所至。析氫嚴(yán)重時，可以從極間看到冒出的氣泡一個接一個。另一個原因可能是陰極輥表面吸附大量氣體，在陰極輥表面溫度低時這些氣體沒有受熱膨脹揮發(fā)，阻擋了銅離子的沉積，造成銅箔針孔。解決的辦法是把陰極輥裝入電解槽轉(zhuǎn)動后，用制作的陰極輥罩把陰極輥罩起來，不讓車間的冷空氣冷卻陰極輥表面，使陰極輥表面的溫度快速升上來，之后再送電開槽生產(chǎn)就不會出針孔了。在有條件的情況下也可以把電解液溫度提高一些，流量加大一些，使陰極輥表面溫度短時間提上來，送電生產(chǎn)之后，再把電解液液溫度和流量調(diào)整至正常生產(chǎn)藝要求的數(shù)。
(5)陰極輥在吊運(yùn)、裝槽過程中表面如果落上灰塵，使銅箔出現(xiàn)針孔。陰極輥在正常生產(chǎn)時裸露的表面落上灰塵，有灰塵的地方不導(dǎo)電，或?qū)щ姴缓茫~在此點(diǎn)不能析出，銅箔出現(xiàn)針孔。有些灰塵落在陰極輥上，電解液沖洗不掉，可能是電除塵原理吧。車間里的灰塵來源主要有：空調(diào)供風(fēng)過濾不佳或有漏風(fēng)的地方，灰塵隨著漏濾的空氣進(jìn)入車間;進(jìn)入生產(chǎn)車間的人、設(shè)備、材料表面有泥土和灰塵帶入車間;車間的門窗、工藝管道孔、設(shè)備孔密封不嚴(yán)，由此進(jìn)入灰塵。再則，廠房墻面因酸氣多年的腐蝕，在墻體表面產(chǎn)生大量的微粉，這些微粉成了灰塵。當(dāng)天車吊重物運(yùn)行發(fā)生震動時便有灰塵落下來，有的因操作不當(dāng)形成突然的熱氣流或空氣流沖擊或其它東西刮、碰、撞擊，墻上、棚上的微粉落下來，掉在陰極輥表面，陰極輥表面有灰塵的地方不能導(dǎo)電，所以不能沉積銅，造成針孔。解決辦法:采取相應(yīng)的措施，如 ：加強(qiáng)空調(diào)過濾的安裝質(zhì)量和空氣過濾精度，加強(qiáng)廠房的密封，加強(qiáng)對人、物進(jìn)入車間的衛(wèi)生管理，對廠房內(nèi)墻、棚頂進(jìn)行除灰清理，用水刷洗，噴刷防腐耐蝕漆，或再吊一層密封的棚。在廠房四周多種植樹木，改善大環(huán)境，減少環(huán)境產(chǎn)生的灰塵污染，這些措施定會減少銅箔針孔，對徹底消除銅箔針孔，減輕過濾凈化電解液的生產(chǎn)成本是有利的
(6)陰極輥研磨和拋光時用的材料表面要十分干凈，如果材料不干凈，有油漬等贓物不能用。因?yàn)檫@些贓物在陰極輥研磨時會粘著在陰極輥表面起著潤滑作用，有些油脂會揉入陰極輥表面的金屬晶界間，造成此處不導(dǎo)電，不能沉積銅，導(dǎo)致銅箔出網(wǎng)狀針孔。這種針孔生產(chǎn)二個小時左右會自行消失，隨著陰極輥表面的腐蝕和銅箔從陰極輥上剝離的機(jī)械腐蝕，一點(diǎn)一點(diǎn)的把油脂粘帶下來。磨輥一定要選擇非常干凈的優(yōu)質(zhì)的材料，決不能將就對付。磨片每次用后要清洗干凈，放在無灰無塵的地方干燥后待用，保持磨片表面的潔凈。
(7)原料銅表面如果有油、漆、脂類有機(jī)物投入溶銅罐中，會百分之百的造成銅箔出針孔。原料銅上的這種有機(jī)物進(jìn)入溶銅罐里，在硫酸銅水溶液浸泡下，在風(fēng)的攪拌下，有的直接進(jìn)入電解液里懸浮著，這種有機(jī)物具有一定的黏度和點(diǎn)位，極易黏附在陰極輥上，使此處不導(dǎo)電，阻礙銅離子析出，在此處不能沉積銅，形成銅箔上的針孔。電解銅板上有的油漆在溶液里不溶解，當(dāng)銅溶解完之后，油漆以粉沫狀進(jìn)入電解液里成為懸浮雜質(zhì)，對銅箔生產(chǎn)造成嚴(yán)重威脅。對電解銅板上有油的部分，在剪切時把有油的部分挑選出去，表面有油、漆、脂類的電解銅板是不能用的。在九十年代初,我廠用過一次表面全是機(jī)油的銅料，雖然用減進(jìn)行了刷洗，還是造成電解液液面漂浮一層機(jī)油，五、六天的時間產(chǎn)出的銅箔全有針孔。銅箔生產(chǎn)變成了從有油的電解液里提銅了。經(jīng)驗(yàn)告訴我們銅管材絕對不能用，美國的同行早就告訴過我們，遺憾的是我們沒人聽。在八十年代后期，因資金困難，買便宜的銅管作原料，銅管里有油，油上有灰，用堿、酸洗不到銅管里的油，造成銅箔長時間有針孔。小的銅桿、銅棒表面沒有油可以用，經(jīng)過機(jī)加表面有油的最好不要用，如果要用，需要剪成銅粒或小銅條，用高溫將油脂炭化后再用。用線材最好先用高溫把線材上的有機(jī)物炭化了，清洗干凈后再投入溶銅罐使用，這樣做安全。線材最好剪切成小條，這樣也有利于布料，把空氣壓住，不跑風(fēng)。
(8)陰極輥表面研磨、拋光的不細(xì)，粗糙，表面電性能狀態(tài)不良。在稀硫酸溶液里進(jìn)行銅電解時，極易引起陰極表面析氫，析氫的地方阻礙了銅的析出，造成了銅箔上的針孔。銅箔光面Rz非常不均,說明陰極輥表面研磨狀態(tài)不好。銅箔光面Rz不均勻，銅箔毛面Rz就會更加不均勻,光面和毛面Rz值都太高，銅箔出針孔的可能性會高。Rz高,毛面的山型凸起結(jié)晶又粗大又不均勻，在表面處理時，粗化沉積上的亞銅小節(jié)瘤形成也是又粗糙又不均勻。且集中在生箔毛面較大的突起點(diǎn)上。以前我廠用不銹鋼陰極輥，后來改用鈦陰極輥沒有經(jīng)驗(yàn)，研磨方法和材料都不合適，陰極輥表面磨的不細(xì)，使銅箔光面像橘子皮，針孔也較多，后來拋棄了招遠(yuǎn)的磨輥方法，和三M的砂紙帯，改用和我們相同的陰極輥材料的九江銅箔廠的磨輥方法，選用上海工業(yè)大學(xué)的砂紙帯，棍面才慢慢的好起來。陰極輥表面一定研磨得用肉眼看不到絲毫的研磨痕跡，象鏡面一樣光滑無痕。陰極輥表面磨得越光滑使用的時間越長，產(chǎn)品質(zhì)量越好，下次研磨時省時、省力、省料，利于提高生產(chǎn)效率。
(9)硫酸里如果灰塵多、雜質(zhì)多，加入電解液里會污染電解液造成銅箔產(chǎn)生針孔，無論是油脂類有機(jī)雜質(zhì)，還是無機(jī)雜質(zhì)，在電解液里都是有害的。有些可以直接造成銅箔針孔，有些是間接造成銅箔針孔。硫酸如果渾濁，發(fā)白或發(fā)黃，或有異味，不符合標(biāo)準(zhǔn)，是絕對不能用的。硫酸一定要選擇優(yōu)質(zhì)的，那種圖便宜不顧質(zhì)量導(dǎo)致的經(jīng)濟(jì)損失的教訓(xùn)太多了，決不是一家、兩家銅箔廠的經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)。付出的學(xué)費(fèi)不是幾十萬，而是上百萬、幾百萬的問題。
(10)廢銅箔投入溶銅罐的量過多，會造成銅箔針孔，這方面的經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)不少，也不是一家二家的問題。因?yàn)閺U銅箔內(nèi)含有大量的有機(jī)物明膠，特別是經(jīng)過表面處理的廢箔里除了含有有機(jī)物外，表面還含有其它金屬，廢箔一次性大量投入溶銅罐，是極其有害的，極易導(dǎo)致電解液里雜質(zhì)過多被污染，使銅箔出針孔，同時銅箔結(jié)晶粗糙、發(fā)脆。長時間廢銅箔投入量過多日積月累，量變引起質(zhì)變。到時候這種電解液便無法生產(chǎn)出合格的銅箔，只能停產(chǎn)處理，或更換電解液。所以，廢箔的投入量要嚴(yán)格控制，應(yīng)按比例進(jìn)行投料，最好不投入生箔溶銅灌里，可以安比例投到表面處理粗化溶銅灌里。
(11)紫雜銅投入溶銅罐過多要造成銅箔出針孔，包括廢紫銅線。大家都知道，有色金屬熔煉一次，增加一次雜質(zhì);拉伸一次，增加一次雜質(zhì)。用紫銅線作原料，必須有極佳的電解液過濾技術(shù)和設(shè)備，否則時間長了必然污染電解液，使銅箔出針孔。如果電解液過濾技術(shù)有限，使用紫雜銅時，最好先對表面的有機(jī)物進(jìn)行高溫炭化處理，再用熱的弱酸浸洗一下，浸洗時用少量壓縮空氣攪拌效果更好，再用去離子水浸洗一下，之后投入溶銅罐里，這樣做可以把紫雜銅表面的有機(jī)物、灰塵、無機(jī)鹽處理掉。
(12)溶銅罐內(nèi)布料不均，從溶銅罐底部供給的壓縮空氣(也叫風(fēng))，風(fēng)不能在溶銅罐內(nèi)的原料縫隙間被均勻分布，風(fēng)不能緩慢的在原料縫隙間從下面曲線竄上來。而是在一處或幾處從溶銅罐底部垂直快速沖上來，把溶銅罐底部沉積的雜質(zhì)攪動起來，這些雜質(zhì)隨著電解液進(jìn)入儲液槽，之后有些較大的雜質(zhì)被過濾機(jī)阻擋了，有些較小的雜質(zhì)透過了過濾布隨電解液進(jìn)入電解槽里，粘附在陰極輥上造成銅箔針孔。溶銅罐的投料量、布料方法、料塊的幾何尺寸及大小普遍不被一些人重視，就是對一些不起眼的小事不重視，覺得這也無所謂，那也不重要才造成了銅箔的大量針孔、粗糙等質(zhì)量問題。溶銅罐內(nèi)供給的壓縮空氣，是靠均勻的布料來實(shí)現(xiàn)在溶銅罐內(nèi)均勻分布的，布料不均勻使壓縮空氣不可能使空氣在讓他灌里分布均勻，壓縮空氣分布不均勻，就不可能使風(fēng)緩慢在料塊間竄來竄去，到最后耗盡了氧從溶銅罐里冒出來。原料接觸不到風(fēng)就不溶解，溶銅罐就不能達(dá)到最好的工作效率。溶銅罐也就起不到堆積過濾的作用，陽極泥、極微小的灰塵就會被電解液帶出來。均勻布料能使壓縮空氣均勻分布，風(fēng)的速度就會極其緩慢，這是原料對風(fēng)產(chǎn)生的阻力。陽極泥等極微小的雜質(zhì)就會被粗糙的原料銅表面阻擋，附著在原料銅表面。如果常年生產(chǎn)，溶銅罐里始終做到均勻布料，在停產(chǎn)清點(diǎn)掏罐時你會看到越是溶銅罐下面的原料，表面掛的細(xì)泥越多，到罐底時銅料表面的泥最多。如果你有機(jī)會，有時間，你可以認(rèn)真長期考察一翻，凡是布料密集、均勻、滿灌的時候，銅箔質(zhì)量一定好，肯定不會有針孔。(空氣環(huán)境、陰極輥的問題除外)
(13)電解液機(jī)械過濾效果不好，進(jìn)入電解槽里的電解液微小顆粒雜質(zhì)較多，造成銅箔出針孔。過濾效果不好的原因主要有：
① 過濾布選擇不當(dāng)，過濾粒度大了，使一些微小的顆粒透過去了，可能是過濾布的品種選擇的不對，不耐較高的硫酸溶液溫度。當(dāng)溫度高、壓力大時，變形大，增大了過濾粒度，導(dǎo)致一些本不該透過去的雜質(zhì)，沒有被截留過濾出來，造成了銅箔針孔;
② 新過濾布直接使用，過濾布沒有經(jīng)過弱堿、弱酸浸泡，沒有去除布上的可溶有機(jī)物，這些可溶有機(jī)物在較高溫度的硫酸銅溶液中，被從過濾布上溶解下來進(jìn)入電解液里，造成銅箔針孔;
③過濾機(jī)裝好后，沒有經(jīng)過對過濾布進(jìn)行掛濾餅的過程，過濾機(jī)的濾布上沒有形成濾餅，達(dá)不到電解液技術(shù)要求的過濾效果，就直接用于生產(chǎn)過濾電解液，使有些微小顆粒透過過濾布進(jìn)入電解槽。造成銅箔針孔，但這種現(xiàn)象隨著過濾布上濾餅的形成，過濾機(jī)達(dá)到較好的過濾效果后針孔會逐漸消失;
④ 過濾袋沒有縫好，針眼較大，針腳較大，或邊角沒有搭好，沒有壓好，有縫隙;或沒有安裝好，密封墊沒有壓平、壓實(shí)，有孔隙造成電解液漏濾;使銅箔出針孔;五是機(jī)械過濾機(jī)里的電解液分布不合理，硅藻土粉沫掛的不均勻，有漏掛的地方，當(dāng)生產(chǎn)過濾電解液時造成漏濾。硅藻土粉沫、活性炭粉沫進(jìn)入電解槽，造成銅箔針孔，這種現(xiàn)象隨著生產(chǎn)的進(jìn)行，漏掛的地方逐漸形成濾餅，會逐漸好轉(zhuǎn)，最綜達(dá)到理想效果。
(14)電解液里如果進(jìn)入油、脂、漆及其粉沫等非親水性有機(jī)物，百分之百造成銅箔出針孔。在這些有機(jī)物中，有的是原料銅表面用油漆寫的批號、重量等標(biāo)記，剪切時沒有挑選出去，或在投入溶銅灌時沒有把它處理掉，將油漆帶入電解液里;有的水中有油，配液時帶入電解液里;有的溶銅供風(fēng)里有油，在給溶銅供風(fēng)時，將油帶入溶銅罐里;有的設(shè)備(如天車)漏油掉入電解液里;還有的設(shè)備上涂刷的油漆干了后，粉沫脫落掉入電解液里，還有溶銅罐上的保溫材料和刷的油漆掉入電解液里形成細(xì)粉沫，這些都可以導(dǎo)致銅箔產(chǎn)生針孔。這些問題在設(shè)計，施工，生產(chǎn)中都要給予足夠的注意和重視，工作做到了問題是可以避免的。
(15)溶銅罐布料不均勻壓不住風(fēng)，向溶銅罐里供多少風(fēng)，可能會白白的跑多少風(fēng)，空氣沒有溶入溶液里，空氣沒有與金屬銅接觸，造成溶銅罐內(nèi)原料銅表面嚴(yán)重缺氧。這種情況會在銅溶解時產(chǎn)生大量銅粉，一價銅含量也增加，這種情況出現(xiàn)必然造成銅箔針孔。所以溶銅罐布料密集，裝滿灌十分重要。在掏罐時你可以發(fā)現(xiàn)，凡是沒有風(fēng)的地方的銅塊表面不溶解有一層棕紅色的銅粉，這里可能也有泥，但銅粉是肯定的。隨著溶銅罐里銅塊的溶解，銅塊的會自動產(chǎn)的移動位置，風(fēng)的路線因銅塊移動而不斷的改變。當(dāng)風(fēng)吹到銅塊沒溶解的這面，原來沒有溶解的銅塊表面開始溶解，隨著銅塊的溶解，原料堆會變形，向因銅料溶解的空洞這邊傾覆，使料塊的分布被改變，原來沒有被風(fēng)吹到的原料表面的銅粉，開始被風(fēng)吹到了，這些銅粉一但被風(fēng)吹著，立即進(jìn)入電解液里，隨著電解液進(jìn)入生產(chǎn)循環(huán)系統(tǒng)，有的進(jìn)入電解槽里，造成銅箔針孔。所以不要小看溶銅灌布料，這是電解銅箔生產(chǎn)技術(shù)中十分重要的部分，這里有學(xué)問，很多銅箔廠的銅箔質(zhì)量問題就出在這里，過濾不能去出全部雜質(zhì)，很多雜質(zhì)是無法過濾的，有人卻蒙在鼓里不知道。
(16)電解液中的明膠、銅離子、硫酸、溫度、電流密度等參數(shù)相互之間不協(xié)調(diào)會造成銅箔針孔。如：電解液中銅濃度太低，而酸濃度太高，導(dǎo)致析氫，銅箔出針孔;電解槽里電解液循環(huán)量不足，銅離子供不應(yīng)求，引起陰極析氫，銅箔出針孔;電解電流密度較大，造成陰極表面銅離子供應(yīng)不足，引起析氫，造成銅箔針孔。銅箔出現(xiàn)針孔時，可以加大溶液里的明膠添加量，把硫酸減15g/L左右。(這里指高酸濃度的電解液)，此法可以讓銅箔毛面的山型凸起物數(shù)量多起來，“山”的尺寸小起來。但膠量過多抗剝離強(qiáng)度會下降，如果出現(xiàn)了抗剝離強(qiáng)度下降，就慢慢地增加硫酸的投入量。抗剝離強(qiáng)度恢復(fù)好了，把硫酸投入量降到以前的生產(chǎn)條件。硫酸投入量過多了，還會使銅箔出現(xiàn)針孔，如果真的出現(xiàn)針孔，盡快把明膠投入量再多一些。這里最關(guān)鍵的是控制電解液里的雜質(zhì)含量多少，如果電解液過濾效果好雜質(zhì)含量極少，增加明膠對銅箔質(zhì)量不會有什么影響。如果電解液里雜質(zhì)含量較高，增加明膠極易造成銅箔粗糙，長膠疙瘩，可能還會造成出現(xiàn)更多的針孔，此時電解液處理難度就很大了。
(17)銅箔生產(chǎn)加入質(zhì)量不好的明膠，等于向電解液里加雜質(zhì)，明膠質(zhì)量不好，無任何有益作用，反而變成害處，銅箔會出針孔。明膠加入量過多，陰極表面吸附的明膠量過多，明膠解吸時，因銅箔的快速沉積，將來不及解吸的明膠阻擋在陰極表面被包在晶界里，在高溫烘干時明膠軟化收縮，銅箔的針孔就出來了。有的經(jīng)過表面處理機(jī)列的酸、堿腐蝕，高溫烘干針孔就又多了;明膠的作用與化學(xué)性質(zhì)無關(guān)，與陰極輥表面各點(diǎn)的過電位有關(guān)，即與吸附能有關(guān)。不同的點(diǎn)吸附能不一樣，吸附量不一樣，解吸也不一樣，造成銅箔針孔。明膠過量一般用加大活性炭過濾來處理，最快的方法是用鹽酸來調(diào)整。鹽酸一定要少加，一會一會的加，邊加邊觀查銅箔表面變化，見好就停，加多了無法挽回。如果加多了，可以用加入較大量的硫酸來調(diào)整，但電解液里硫酸濃度高了又不好向低了調(diào)整，最好認(rèn)真控制工藝不出問題。如果有機(jī)物含量過高，可以加入雙氧水再經(jīng)過活性炭過濾的方法處理。明膠量加少了，銅箔結(jié)晶不細(xì)致，也會使銅箔出針孔。所以，電解銅箔生產(chǎn)關(guān)鍵是控制工藝穩(wěn)定，再穩(wěn)定，原鋪材料要穩(wěn)定，風(fēng)、酸，水、汽要穩(wěn)定，量要穩(wěn)定，質(zhì)要穩(wěn)定。
(18)陽極板表面有過多的氧化鉛皮時，在硫酸銅電解液里生成大量的硫酸鉛粉沫，這些粉沫造成銅箔出現(xiàn)針孔。電解時在陽極表面出現(xiàn)放氧，氣泡和電解液流動形成的合力把陽極表面覆蓋的硫酸鉛粉沫攪動起來，附著在陰極輥上造成了銅箔針孔。在電子掃描電鏡下能看到銅箔毛面的空洞，有條狀和塊狀的，就象山谷、山洞一樣。針孔里的硫酸鉛粉沫有的在里邊，有的可能被壓力較大的洗箔水沖洗掉了。所以可以認(rèn)定這種銅箔上的針孔是硫酸鉛粉沫等附著造成的。出現(xiàn)這種情況應(yīng)停槽刷洗陽極板，把陽極板上的硫酸鉛全部清理干凈，在使用鉛陽極時一定把氧化鉛皮清理干凈，用鉛陽極的電解槽，電解液的循環(huán)量要大一些，有一定的攪拌能力，沖擊能力，把溶解的硫酸鉛粉沫沖帶出去，防止硫酸鉛粉沫在極間滾來滾去，使銅箔出針孔。
(19)陰極輥邊部長銅粒，這種銅粒十分疏松極易粉碎，當(dāng)銅箔從陰極輥上剝離一掀一蹦時銅箔邊部刮碰到生長的銅粒，銅粒粉碎散落在銅箔毛面上。這種銅粒的表面全是微小毛刺，銅箔毛面也是微小的毛刺，銅粒落在銅箔毛面上就等于粘在銅箔上了。當(dāng)銅箔經(jīng)過剝離導(dǎo)輥時銅箔被銅粒硌出了小眼，這就是壓眼。在收卷時如果銅粒被卷在里邊，一硌就是四、五層銅箔，硌漏的都是壓眼，銅箔越薄硌的層數(shù)越多。陰極輥邊部長銅粒是一個很煩人的問題，要加強(qiáng)陰極輥邊部的密封，陰極輥表面與端部的倒角密封好是關(guān)鍵。這主要取決于陰極輥倒角是否十分平整光滑，輥面邊部和端面(密封槽里的)是否與陰極輥表面一樣的光滑平整，倒角上有飛邊毛刺或劃碰凹坑，會造成倒角與密封膠圈接觸時有縫隙，嚴(yán)重影響密封效果。另外密封膠圈的硬度要適當(dāng)?shù)能浺恍@樣能使陰極輥的倒角凸入膠圈里，有利于對倒角的密封。密封膠圈表面也不能有飛邊毛刺和凹坑，這樣就無法把陰極輥邊上的倒角十分嚴(yán)密的包裹起來，達(dá)不到密封效果。陰極輥邊部密封是目前國內(nèi)、外銅箔企業(yè)普遍重視的問題，目前的陰極輥邊部密封方法都不理想，所以都在研究、探索，誰都在想力求早日徹底解決這個難題，這里主要問題還是材料問題，也有結(jié)構(gòu)不合理的方面。只要不懈的努力，只要認(rèn)真的研究，哪種方法都能做得好，都能做得完美無缺。
(20)電解液里銅離子濃度太高，造成陰極輥端部的密封槽和密封膠圈上出現(xiàn)硫酸銅結(jié)晶，陰極輥旋轉(zhuǎn)過程中硫酸銅被噴水管、擠水輥、或其它東西刮碰散落下來，落在銅箔毛面，當(dāng)銅箔帶著硫酸銅小顆粒經(jīng)過導(dǎo)輥和收卷時，堅硬的硫酸銅小顆粒把銅箔硌破，造成銅箔壓眼、壓坑。有的電解槽排風(fēng)正好在陰極輥端面的邊部，此處既有洗箔冷水的流淌冷卻，又是電解槽排風(fēng)時車間的低溫空氣進(jìn)入電解槽排風(fēng)口的主要通道，使此處溫度最低，自然是硫酸銅最易結(jié)晶的地方。所以銅箔生產(chǎn)時一定要認(rèn)真嚴(yán)格控制電解液里的銅離子濃度，還要選擇好電解槽最佳排風(fēng)位置，這對保護(hù)陰極輥邊部氧化緩慢也有好處。
(21)如果銅箔生產(chǎn)車間排風(fēng)不好，有的電解液經(jīng)常跑、冒、滴、漏，車間里時常酸霧彌漫，嗆得人直咳嗽。年久會使車間屋頂、墻壁上形成一層微綠色的硫酸鹽，時間長了把水泥腐蝕成了粉末。當(dāng)受到震動和氣流沖擊時會散落下來，落在陰極輥上，造成該處不導(dǎo)電，使銅箔出針孔，落在銅箔上會造成壓眼、壓坑和表面污點(diǎn)。
(22)陰極輥表面拋光時間過長，光面拋得特別亮，使陰極表面氧化膜反而增厚了，陰極極化反而降低，導(dǎo)致陰極電流密度減小，陰極析氫，在陰極輥上先析出的是粉狀的亞銅，造成銅箔光面的嚴(yán)重銅粉，因?yàn)殛帢O輥表面有較多的銅粉，影響了銅離子的正常析出，造成銅箔結(jié)晶的位錯、孔穴較多，有些成了針孔。陰極輥表面拋光時間不能太長，時間長了反而把陰極輥表面給拉毛了，即增大了表面粗糙度。容易造成陰極表面析氫，使銅箔出針孔。
(23)電解銅箔生產(chǎn)配液用的水質(zhì)如果不純凈，水中含有工農(nóng)業(yè)、居民生活和飲食服務(wù)業(yè)用水，或水質(zhì)混濁，微生物較多，對銅箔生產(chǎn)是十分有害的。用這種水配制電解液必然造成銅箔出針孔，可以說百分之百的造成銅箔出針孔。如用江河、湖泊、死水庫的水，濁度處理是關(guān)鍵，不能把水中細(xì)泥、動植物腐殖脂徹底去除，一旦進(jìn)入電解槽里銅箔必然出針孔。銅箔生產(chǎn)用水最不可選擇的是死水，即不流動的水。因?yàn)檫@種水里的有機(jī)物含量特別高，都是膠體物，又非常難處理干凈，處理成本也高，這種有機(jī)物對銅箔生產(chǎn)危害最大。
(24)空氣質(zhì)量不好銅箔容易出針孔，電解車間灰塵大銅箔出針孔，這一點(diǎn)大家都清楚，這里我說的是供給溶銅的空氣不好也極易造成銅箔出針孔。如：空氣中含有灰塵、水銹、油脂等，溶銅供給的空氣直接進(jìn)入電解液里，一般簡單過濾是不能去出空中漂浮的微小雜質(zhì)，或不能完全去除。溶銅車間氣溫較高，一般都是敞開門窗，有的沒有門窗，可見人們對此不重視。有的溶銅車間緊靠馬路，有時附近有工程施工灰塵特別大，這種條件下的噴淋式溶銅是很難避免被空氣污染電解液，導(dǎo)致銅箔出現(xiàn)零星針孔。浸泡式溶銅所用的空氣同樣要求十分潔凈，浸泡式溶銅所用的空氣一般都經(jīng)過反復(fù)的過濾凈化，除油除水，是比較干凈的，但有時也出問題，即過濾出了問題，使空氣里有油或水銹，導(dǎo)致銅箔出針孔。
(25)有時在生產(chǎn)過程中突然出現(xiàn)電解液的跑、冒、漏，造成電解液大量流失，人們?yōu)榱藴p少損失把這些電解液重新收集起來，返回生產(chǎn)系統(tǒng)里，造成了銅箔的大量針孔。因?yàn)殂~箔生產(chǎn)車間的地面都是用高分子材料作的防腐表面，當(dāng)電解液與這些高分子材料長時間接觸浸泡，溶解了防腐材料里的一些高分子材料，使它溶入了電解液里，這些被污染的電解液進(jìn)入生產(chǎn)系統(tǒng)里，雖然經(jīng)過過濾，但有些高分子是過濾不出去的，引起銅箔出針孔和結(jié)晶粗糙。
(26)電解液里隨著原材料、活性炭帶入氯離子，生產(chǎn)過程又添加了氯離子，雖然從銅箔表面看不出明顯改變，但銅箔結(jié)晶體里的枝狀晶增多，孔穴增多，結(jié)晶不均勻性增多。隨著氯離子含量的進(jìn)一步增多，銅箔結(jié)晶組織中的縫隙增多，枝狀晶增多，粗糙度增大，滲透點(diǎn)增多，有的成了針孔，抗拉強(qiáng)度下降。因?yàn)槟壳暗娜芤禾幚砑夹g(shù)對硫酸銅溶液里的氯離子去除問題，還沒有什么即經(jīng)濟(jì)又簡單的有效方法，所以氯離子的添加要甚之又甚。
(27)電解槽里的陽極板四周應(yīng)該是屏蔽密封的，如果下部沒有屏蔽密封，在進(jìn)液口處有縫隙，生產(chǎn)時間長了縫隙里會淤積泥沙。在生產(chǎn)時因各種說不清的原因，可能電解液里帶有氣泡，也可能是陽極產(chǎn)生的氣泡，還有其它的原因，把陽極板背面積存的泥沙沖了出來，進(jìn)入陰、陽極間，造成銅箔出零星針孔。
(28)電解槽的上液管路在末端應(yīng)設(shè)置排污口，定期對管路進(jìn)行排污。在生產(chǎn)開始供液時，必須把閥門打開，將管路里積存的泥沙氣體排走，不能把這些泥沙和氣體沖入電解槽里，它會造成銅箔出針孔。為了防止這個問題，上液管路應(yīng)該是傾斜的，當(dāng)停產(chǎn)時管路里的電解液能全部排空，可用水沖洗，防止管路里淤積泥沙。
(29)用油或乳化劑作潤滑劑研磨陰極輥，在磨輥時壓力較大將潤滑劑研磨鑲?cè)腙帢O輥表面的晶界里，之后沒有用較大的摩擦力將晶界里的潤滑劑磨洗出來，造成銅箔大面積網(wǎng)狀針孔。隨著銅箔生產(chǎn)的進(jìn)行，銅箔從陰極輥上剝離的機(jī)械腐蝕，會把晶界里的油逐漸拉帶下來。經(jīng)過幾個小時后針孔就沒有了，但要造成大量廢品。
(30)陰極輥表面氧化嚴(yán)重時，銅箔在陰極輥上生成時已經(jīng)氧化的很嚴(yán)重，在銅箔上極易產(chǎn)生針孔，可能是引起析氫的原因。把陰極輥拋光后針孔消失，幾個小時后，隨著陰極輥表面氧化，針孔又重復(fù)出現(xiàn)，拋光后，針孔又消失，天天如此。有人說是陰極輥表面暴露空氣時間太長;有人說磨輥精度不夠;有人說是生產(chǎn)車間氣溫高濕度大;有人說電解電流過大;有人說是生產(chǎn)的銅箔太薄了，銅箔從陰極輥上剝離太頻繁陰極輥表面機(jī)械腐蝕速度太快;有人說向陰極輥表面吹熱風(fēng)烘干銅箔的溫度過高;都有道理!應(yīng)該根據(jù)生產(chǎn)現(xiàn)場的條件、環(huán)境等實(shí)際情況確定解決方法。
(連載1，發(fā)表于《電子銅箔資訊》2020年3期)