用于制造金屬箔的高速水平電鑄設(shè)備及制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種利用電鑄的金屬箔制造設(shè)備和方法，提供一種水平電鑄設(shè)備，其包括：母板供應(yīng)裝置，其在一個(gè)方向上連續(xù)地水平供應(yīng)用作陰極電極并具有撓性和導(dǎo)電性的母板；水平槽，其包括與所述母板的側(cè)向邊緣接觸并移動(dòng)母板且將電流供應(yīng)至母板的接觸輥、在所述母板的單側(cè)或者雙側(cè)間隔設(shè)置的陽極電極、用于向由所述母板和所述陽極電極之間形成的水平通道供應(yīng)包含金屬離子的電解液的電解液供應(yīng)裝置、以及用于向所述接觸輥和所述陽極電極供應(yīng)電流以在所述母板的單側(cè)或者雙側(cè)上電解析出金屬離子的電流供應(yīng)裝置；以及剝離裝置，其用于從導(dǎo)電性的母板剝離在所述母板的單側(cè)或者雙側(cè)上電沉積的金屬箔。
【專利說明】用于制造金屬箔的高速水平電鑄設(shè)備及制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種用于高速制造金屬箔的制造方法和設(shè)備，尤其涉及一種利用電鑄法(electiOforming)連續(xù)地制造金屬箔的制造方法及用于制造該金屬箔的制造設(shè)備。
【背景技術(shù)】
[0002]通常，作為金屬箔的制造方法廣泛使用的是軋制法和電鑄法:在軋制法中，對(duì)通過煉鐵、煉鋼以及連鑄來制造的板坯(slab)進(jìn)行軋制而制造箔；或者，在電鑄法中，通過使用鼓式槽(drum cell)來制造銅箔。
[0003]利用作為最普遍化的方法——軋制法的薄板(箔)的制造，將板坯再加熱并進(jìn)行熱軋，由此制造具有數(shù)_左右厚度的金屬箔，通過對(duì)由這種熱軋所生產(chǎn)的薄板額外地進(jìn)行冷軋，可以制造厚度在100 μ m以下的極薄箔。美國專利第4948434號(hào)公開了通過這種方法來制造金屬箔的方法。根據(jù)所述專利文獻(xiàn)，為了制造極薄箔需經(jīng)過數(shù)次的冷軋和退火工藝。由此，在該方法中，制造工藝復(fù)雜，從而導(dǎo)致在工藝中消耗很多的能源和時(shí)間的問題，并且難以維持固定形狀。除此之外，不僅發(fā)生厚度偏差，表面粗糙度不均勻，而且還引起產(chǎn)生邊緣裂縫(edge crack)等問題，由此制造成本變高，并且在制造寬幅金屬箔上存在困難。
[0004]近年來，為了制造銅箔，對(duì)使用電鑄法來制造金屬箔的方法和裝置進(jìn)行很多研究。例如，在韓國專利公報(bào)第1999-0064747號(hào)和韓國專利公報(bào)第2004-0099972號(hào)公開了使用電鑄法的金屬箔制造方法、和用于使用電鑄法的金屬箔制造的裝置。如上所述，對(duì)于通過電鑄法來制造金屬箔的方法，可以通過簡單的工藝生產(chǎn)金屬箔，因此具有能夠使工藝簡單化的優(yōu)點(diǎn)。
[0005]在上述專利文獻(xiàn)中，公開了使用鼓式槽的金屬箔制造方法。在使用這種鼓式槽并通過電鑄法來制造金屬箔的情況下，為了制造出具有均勻厚度且具有表面粗糙度的金屬箔，很重要的一點(diǎn)是鼓式槽表面的管理，為此，需要中斷整個(gè)工藝的運(yùn)行，由此難以連續(xù)地實(shí)施鼓式槽表面的管理。
[0006]另外，使用電鑄法生產(chǎn)金屬箔的速度受到浸潰于電解液的鼓式槽的表面面積影響，因此存在如下缺點(diǎn):使用于電鑄的鼓式槽的大小限制生產(chǎn)速度，并且巨大的鼓式槽會(huì)消耗很多成本，而且鼓式槽的更換受到極大限制。另外，為了提高生產(chǎn)速度，需增加電解液在陽極和陰極之間的流動(dòng)速度，但陽極和陰極之間的形狀以具有曲率的方式構(gòu)成，因此具有電解液的流動(dòng)速度逐漸減小的極限點(diǎn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]技術(shù)問題
[0008]本發(fā)明提供一種使用水平槽并通過電鑄法來制造金屬箔以提高金屬箔生產(chǎn)性的方法和設(shè)備。
[0009]根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施方案，提供一種使用電鑄法的如下金屬箔制造方法和設(shè)備:高速供應(yīng)電解液，并在母板的上側(cè)和下側(cè)(雙側(cè))形成電沉積層，由此可以提高生產(chǎn)性，并可以降低制造成本。
[0010]根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施方案，提供一種使用電鑄法的如下金屬箔制造方法和設(shè)備:將可進(jìn)行電沉積的任何金屬材料通過連續(xù)的工藝來制備金屬箔。
[0011]根據(jù)本發(fā)明的其他實(shí)施方案，提供一種使形成在陽極和陰極之間的電流密度均勻化，由此可以制造具有均勻組分、均勻表面、以及均勻厚度的金屬箔的設(shè)備。
[0012]根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施方案，提供一種如下的水平電鑄設(shè)備:在使高速供應(yīng)的電解液的流場穩(wěn)定化的同時(shí)，防止渦流的形成而使電沉積面積最大化，由此可以實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)性的提聞。
[0013]解決方案
[0014]本發(fā)明涉及一種水平電鑄設(shè)備，所述水平電鑄設(shè)備包括:母板供應(yīng)裝置，其在一個(gè)方向上連續(xù)地水平供應(yīng)用作陰極電極并具有撓性和導(dǎo)電性的母板；水平槽，其包括與所述母板的側(cè)向邊緣接觸并移動(dòng)母板且將電流供應(yīng)至母板的接觸輥、在所述母板的單側(cè)或者雙側(cè)上間隔設(shè)置的陽極電極、用于向由所述母板和所述陽極電極形成的水平通道供應(yīng)包含金屬離子的電解液的電解液供應(yīng)裝置、以及用于向所述接觸輥和所述陽極電極供應(yīng)電流以在所述母板的單側(cè)或者雙側(cè)上電解析出金屬離子的電流供應(yīng)裝置；以及剝離裝置，其從導(dǎo)電性的母 板剝離在所述母板的單側(cè)或者雙側(cè)上電沉積的金屬箔。
[0015]所述電解液供應(yīng)裝置包括用于向所述母板的單側(cè)或者雙側(cè)供應(yīng)電解液的電解液供應(yīng)噴嘴，所述電解液供應(yīng)噴嘴可以在與母板的移動(dòng)方向相同的方向、相反的方向或者在這兩個(gè)方向上供應(yīng)電解液。
[0016]所述水平槽可以沿著母板的移動(dòng)方向線性地設(shè)置多個(gè)。
[0017]另外，所述水平電鑄設(shè)備可進(jìn)一步包括熱處理裝置，其用于通過感應(yīng)加熱、氣氛加熱或者直接加熱來對(duì)所述母板上電沉積的金屬箔進(jìn)行熱處理。
[0018]所述剝離裝置可以是能夠向?qū)щ娦缘哪赴搴徒饘俨x予剪切應(yīng)力差的多個(gè)輥?zhàn)印?br> [0019]所述水平槽可以在母板的側(cè)向邊緣處設(shè)置用于防止金屬離子電解析出的邊緣遮罩(mask)。
[0020]另外，所述陽極電極可以具有厚度從所述母板的寬度方向的中心部向邊緣減小的結(jié)構(gòu)。
[0021]所述陽極電極可以在母板的寬度方向上分割為多個(gè)子電極，所述子電極根據(jù)各電極可以具有不同的尺寸。另外，所述子電極優(yōu)選根據(jù)各電極被供應(yīng)不同大小的電流。
[0022]所述陽極電極可以沿著母板的移動(dòng)方向分割為多個(gè)子電極，所述子電極根據(jù)各電極可以具有不同的尺寸。另外，所述子電極根據(jù)各電極可以被供應(yīng)不同大小的電流。
[0023]另一方面，所述電解液供應(yīng)噴嘴可以以在電解液流動(dòng)的方向上供應(yīng)電解液的方式傾斜或彎曲。此時(shí)，對(duì)于所述電解液供應(yīng)管，至少其末端部是可分離的，以在相對(duì)于導(dǎo)電性母板的移動(dòng)方向的順向和逆向上供應(yīng)電解液，所述末端部優(yōu)選具有拉伐爾(de Laval)噴嘴形狀的剖面。
[0024]另一方面，本發(fā)明涉及一種金屬箔制造方法，所述金屬箔制造方法包括:電解液供應(yīng)步驟，向母板的表面供應(yīng)包含金屬離子的電解液，該母板作為陰極電極在一個(gè)方向上被水平供應(yīng)，并具有撓性和導(dǎo)電性；電沉積步驟，通過在所述母板的單側(cè)或者雙側(cè)上間隔設(shè)置的陽極電極和所述母板，所述電解液的金屬離子在所述母板的單側(cè)或者雙側(cè)上電解析出，從而在所述母板上形成電沉積層；以及剝離步驟，將所述電沉積層從所述母板剝離。
[0025]在所述母板的單側(cè)或者雙側(cè)上優(yōu)選形成有氧化保護(hù)膜。
[0026]本發(fā)明的方法進(jìn)一步包括在300-600°C對(duì)所述已剝離的金屬箔進(jìn)行熱處理的步驟。
[0027]所述電解液通過由母板和陽極電極形成的水平通道，可以在與母板的移動(dòng)方向相同的方向和相反的方向上供應(yīng)。
[0028]向所述母板的雙側(cè)供應(yīng)的電解液可以互不相同。
[0029]另外，在所述剝離步驟之前，本發(fā)明的方法可進(jìn)一步包括第二電解液供應(yīng)步驟和第二電沉積步驟，所述第二電解液供應(yīng)步驟中供應(yīng)的電解液可以與電解液供應(yīng)步驟中的電解液不同。由此，可以得到具有多層結(jié)構(gòu)的金屬箔。
[0030]有益效果
[0031 ] 根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方案，可以高速制造金屬箔。
[0032]另外，根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方案，可以高速生產(chǎn)雙側(cè)表面的表面粗糙度優(yōu)異且具有均勻組分和厚度的金屬箔。
[0033]另外，根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方案，通過連續(xù)工藝可以控制金屬箔的厚度，或者可以生產(chǎn)多層結(jié)構(gòu)的金屬箔。
[0034]另外，根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方案，可以同時(shí)生產(chǎn)不同種類的金屬箔。
[0035]進(jìn)一步地，根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方案，可以在高速供應(yīng)電解液的同時(shí)，結(jié)構(gòu)性地防止母板的振動(dòng)，由此可以使電解液的流場均勻化，從而能夠?qū)е路€(wěn)定的電解析出，進(jìn)而可以生產(chǎn)具有均勻組分、均勻表面、以及均勻厚度的質(zhì)量優(yōu)異的金屬箔。
[0036]而且，根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方案，可以擴(kuò)大產(chǎn)生電解析出反應(yīng)的面積，因此可以提高金屬箔的生產(chǎn)性。
[0037]根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方案的水平電鑄設(shè)備，可以高速生產(chǎn)在寬度方向上具有均勻組分、均勻表面、以及均勻厚度的金屬箔。
[0038]另外，根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方案的水平電鑄設(shè)備，可以結(jié)構(gòu)性地防止在寬度方向上形成不均勻的電流密度，由此可以得到質(zhì)量優(yōu)異的金屬箔，同時(shí)可以提高生產(chǎn)性。
[0039]而且，根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方案，也可以在母板的移動(dòng)方向上控制電流密度，從而能夠在整體上形成均勻的電沉積層。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0040]圖1是示意性示出本發(fā)明的一實(shí)施方案的金屬箔制造設(shè)備的結(jié)構(gòu)的圖。
[0041]圖2是示意性示出本發(fā)明的其他實(shí)施方案的金屬箔制造設(shè)備的結(jié)構(gòu)的圖。
[0042]圖3示出本發(fā)明的一實(shí)施方案的陽極電極，示意性示出每個(gè)電極沿著母板寬度方向分割，并且厚度從中心部向邊緣方向減小。
[0043]圖4是示意性示出本發(fā)明的一實(shí)施方案的、沿著母板的移動(dòng)方向分割的陽極電極的圖。
[0044]圖5是示意性示出本發(fā)明的一實(shí)施方案的、具有傾斜的電解液供應(yīng)噴嘴的水平槽的圖。
[0045] 圖6是示意性示出本發(fā)明的另一實(shí)施方案的、具有彎曲的電解液供應(yīng)噴嘴的水平槽的圖。
[0046]圖7是示意性示出本發(fā)明的又一實(shí)施方案的形成在電解液供應(yīng)管末端的拉伐爾噴嘴的剖面形狀的圖。
[0047]圖8是示出本發(fā)明的又一實(shí)施方案的，多個(gè)水平槽線性地配置的水平電鑄設(shè)備的圖。
[0048]圖9是示出在使用水平電鑄設(shè)備和包括現(xiàn)有鼓式槽的鼓式槽電鑄設(shè)備時(shí)的電流密度分布變化的圖表，所述水平電鑄設(shè)備包括設(shè)置有圖3的電極厚度從母板中心部向側(cè)向邊緣減小的陽極電極的水平槽。
[0049]圖10是示意性示出在實(shí)施例2中使用的電解液供應(yīng)噴嘴的末端結(jié)構(gòu)的圖，(a)示出垂直噴嘴，(b)和(c)示出本發(fā)明的更優(yōu)選實(shí)施方案的彎曲噴嘴。
[0050]圖11是示出通過實(shí)施例2的圖10的各個(gè)電解液供應(yīng)噴嘴以層流供應(yīng)電解液時(shí)的電解液流場的流線的圖。
[0051]圖12是示出通過實(shí)施例2的圖10的各個(gè)電解液供應(yīng)管以亂流供應(yīng)電解液時(shí)的電解液流場的流線的圖。
[0052]附圖標(biāo)記說明
[0053]10:母板供應(yīng)裝置11:母板
[0054]15,15':形成有電沉積層的母板
[0055]30、130:水平槽
[0056]31、31’、131、131’:接觸輥 32、132:陽極電極
[0057]32a:在母板的寬度方向分割的陽極電極
[0058]32b:在母板的移動(dòng)方向分割的陽極電極
[0059]33、133:電流供應(yīng)裝置35、135:電解液供應(yīng)管
[0060]36:蜂窩
[0061]37、137:電解液供應(yīng)噴嘴 37a:傾斜的電解液供應(yīng)噴嘴
[0062]37b:彎曲的電解液供應(yīng)噴嘴 38:分配器
[0063]40、140:電解液儲(chǔ)存罐41:電解液加熱器
[0064]42:電解液過濾器43:電解液泵
[0065]45、145:電解液回收管
[0066]50:金屬箔51:剝離棍
[0067]52:后清洗裝置53:熱處理裝置
[0068]54:金屬箔切割裝置55:金屬箔卷曲裝置
[0069]71:母板切割裝置72:母板卷曲裝置
[0070]100、1100:水平電鑄設(shè)備
【具體實(shí)施方式】
[0071]本發(fā)明提供一種水平槽電鑄設(shè)備以及用于通過將金屬電沉積在電鑄設(shè)備中水平供應(yīng)的母板上來制造金屬箔的方法。以下，參考【專利附圖】

【附圖說明】本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方案。但是，本發(fā)明的實(shí)施方案可以變更為各種其他方案，本發(fā)明的范圍并不限定于以下說明的實(shí)施方案。另外，本發(fā)明的實(shí)施方案是為了向具有本【技術(shù)領(lǐng)域】的一般知識(shí)的技術(shù)人員更詳細(xì)地說明本發(fā)明而提供的。為更明確地說明本發(fā)明，可以放大附圖中的構(gòu)成要素的形狀和大小等。
[0072]參考圖1和圖2，對(duì)本發(fā)明的一實(shí)施方案的水平電鑄設(shè)備進(jìn)行說明。圖1和圖2是分別示意性地示出本發(fā)明的一實(shí)施方案的水平電鑄設(shè)備的圖。
[0073]本發(fā)明的水平電鑄設(shè)備100包括母板供應(yīng)裝置10、水平槽30、電解液供應(yīng)裝置、以
及金屬箔分離裝置。
[0074]母板11通過所述母板供應(yīng)裝置10供應(yīng)至電鑄槽30內(nèi)。對(duì)所述母板11而言，可以間斷地供應(yīng)具有預(yù)定大小的母板11，也可以連續(xù)地供應(yīng)具有預(yù)定大小的母板11。此時(shí)，為了進(jìn)行母板11的連續(xù)供應(yīng)，所述母板11并非必須限定于此，也可以將以線圈形狀卷曲的母板11供應(yīng)于水平槽30內(nèi)，而且，當(dāng)供應(yīng)這樣的兩種母板11時(shí)，可以接著先前供應(yīng)的母板11連續(xù)地供應(yīng)以線圈形狀卷曲的其他母板11。
[0075]此時(shí)，根據(jù)需要也可以以如下方式供應(yīng):通過如焊接等規(guī)定的接合方法來接合先前供應(yīng)的母板11的后端和之后供應(yīng)的母板11的前段，由此連續(xù)地供應(yīng)至所述水平槽30內(nèi)。而且，為了容易接合，可以將欲接合的各末端加工成適當(dāng)?shù)男螤睢?br> [0076]而且，由于電沉積在母板11的電沉積層轉(zhuǎn)印母板11的表面粗糙度，因此根據(jù)需要，所述母板11可以具有均勻的表面粗糙度。通過研磨母板11的表面可以賦予這種均勻的表面粗糙度。因此，可以包括用于對(duì)母板11賦予適當(dāng)?shù)谋砻娲植诙鹊难心卧Ｈ绻赴?1被研磨具有如上所述的期望表面粗糙度，表面粗糙度可以在電鑄過程中從母板11轉(zhuǎn)印至金屬箔50，由此金屬箔50可具有與母板相同的表面粗糙度。
[0077]為了對(duì)所述母板11的表面賦予表面粗糙度，對(duì)使用方法無特別限定，可以采用本【技術(shù)領(lǐng)域】所公知的機(jī)械、化學(xué)或者化學(xué)機(jī)械研磨單元。例如可以舉出機(jī)械研磨如拋光、化學(xué)研磨如蝕刻、如主要在半導(dǎo)體工藝中使用的CMP方法的化學(xué)機(jī)械研磨等。
[0078]在利用電鑄法來制造金屬箔50的過程中，表面粗糙度對(duì)金屬箔50的質(zhì)量的影響相當(dāng)大。例如，電沉積在母板11的電沉積層轉(zhuǎn)印母板11的表面粗糙度，在得到的金屬箔50的表面粗糙度不合格的部位發(fā)生短路而損壞母板11的表面，并導(dǎo)致不均勻的電沉積層和表面不良。此時(shí)，母板11的表面粗糙度，可以根據(jù)金屬箔50的使用用途適當(dāng)?shù)卣{(diào)整，并無特別限定，例如，在使用于顯示器設(shè)備的襯底用材料的情況下，通?？梢詫⒛赴?1的表面研磨成4nm以下的表面粗糙度；在使用于太陽能電池的襯底用材料的情況下，可以將母板11的表面研磨成40nm以下的表面粗糙度。
[0079]如上所述，當(dāng)研磨母板11時(shí)，在母板11表面可能存在研磨劑或研磨液、或者由研磨形成的母材渣滓等雜質(zhì)，因此可以實(shí)施用于去除這些的清洗操作。為此，本發(fā)明的水平電鑄設(shè)備100可以包括預(yù)清洗裝置。對(duì)于這種母板11表面的清洗，可以使用如稀釋的鹽酸或者硫酸的酸性溶液和水。
[0080]而且，為烘干所述被清洗的母板11，可以進(jìn)一步包括烘干裝置(未圖示)。烘干可以通過以高壓施加空氣或者施加高溫氣體進(jìn)行，或者也可以通過加熱母板11進(jìn)行。
[0081]在本發(fā)明的通過電鑄法形成金屬箔50時(shí)可以使用的母板11，只要是撓性和導(dǎo)電性的，就可以無特別限制地使用。例如可以使用不銹鋼、鈦等。
[0082] 在本發(fā)明的實(shí)施方案中，在制造過程中，如果金屬箔50電沉積在母板11上并堅(jiān)固地粘附在母板11，則很難從母板11分離該金屬箔50，因此優(yōu)選在母板11上形成氧化保護(hù)膜。形成在母板11的電沉積層(金屬箔50)可以容易地分離，因?yàn)樾纬稍谀赴?1上的這種氧化保護(hù)膜可以降低金屬箔50和母板11之間的粘附性。
[0083]本發(fā)明的一實(shí)施方案的水平電鑄設(shè)備100包括水平槽30，該水平槽30與所述母板11的供應(yīng)裝置10分開，并且用于將金屬電沉積在母板11上。
[0084]在本發(fā)明中，向電鑄槽30內(nèi)連續(xù)且以固定方向供應(yīng)所述母板11。此處，所述“電鑄槽30’ ”是這樣一種單元槽，在該單元槽中，電解液供應(yīng)至母板11，通過金屬離子和母板11之間的電解析出反應(yīng)來將金屬層電沉積在母板11上。并且，“固定方向”是指，母板11供應(yīng)至電鑄槽30的移動(dòng)方向未改變，至少直到母板11與電鑄槽30分離。在本發(fā)明中，根據(jù)情況將這種母板11的移動(dòng)方向稱為“水平方向”或者僅僅稱為“水平”，而且，為了說明母板11以水平方向穿過電鑄槽30，并使電解液內(nèi)的金屬離子在母板11電解析出的現(xiàn)象，所述電鑄槽30可以稱為“水平槽30”。
[0085]在使用現(xiàn)有鼓式電鑄設(shè)備的情況下，存在當(dāng)為了向鼓表面賦予表面粗糙度而進(jìn)行研磨時(shí)所產(chǎn)生的異物混入電解液而污染電解液的問題，但是，如上所述，由于水平槽30與母板11的供應(yīng)裝置10分開，因此可以防止這種問題。另外，在使用現(xiàn)有鼓式電鑄設(shè)備的情況下，當(dāng)需要更換母板時(shí)，需要更換鼓自身而需要很多成本，但在本發(fā)明的情況下，可以容易更換母板11，因此可以實(shí)現(xiàn)成本的降低。
[0086]所述水平槽30包括:接觸輥(conduct roll) 31、31’，用于移動(dòng)母板11并將陰極連接至電源；陽極電極32，其與所述母板11以一間隔隔開，并配置在母板11的單側(cè)或者雙側(cè)；電流供應(yīng)裝置33，其分 別向所述接觸輥31、31’和陽極電極32供應(yīng)帶(-)電荷和(+)電荷的電流；以及電解液供應(yīng)裝置，其容納進(jìn)行電解反應(yīng)的電解液。
[0087]所述接觸輥31、31’作為輸送裝置，起到將母板11向水平槽30內(nèi)移動(dòng)并且使其從水平槽30移出的功能，同時(shí)用作連接器:將用作陰極電極的母板11連接至電流供應(yīng)裝置33，導(dǎo)致陽極電極32和母板11之間的電解反應(yīng)，從而引起金屬離子在母板11析出的電解析出反應(yīng)。這種接觸輥31、31’可以與母板11的側(cè)向邊緣相接觸，以將母板11移動(dòng)至水平槽30，以及從水平槽30移出。
[0088]本發(fā)明的一實(shí)施方案中，由于母板11使用具有撓性的導(dǎo)電性母板11，因此在穿過水平槽30時(shí)由于其自身重量會(huì)發(fā)生下垂現(xiàn)象，在該情況下，母板11和陽極電極32之間的間隔產(chǎn)生變化，由此引起電流密度之差，因此不能獲得具有均勻厚度的金屬箔50。為防止母板11下垂，可以使入口側(cè)處的接觸輥31和出口側(cè)處接觸輥31’的旋轉(zhuǎn)速度不同。即，可以使出口側(cè)處的接觸輥31’的旋轉(zhuǎn)速度大于入口側(cè)處的接觸輥31的旋轉(zhuǎn)速度，由此防止由母板11自身重量引起的下垂現(xiàn)象。
[0089]所述陽極電極32被配置為與穿過水平槽30的母板11以一間隔隔開。通過使所述陽極電極32與母板11隔開距離，在陽極電極32和母板11之間形成用于供應(yīng)電解液并使其流通的流路。
[0090]此時(shí)，對(duì)向母板11上供應(yīng)的電解液而言，向母板11的寬度方向供應(yīng)均勻的量才可以實(shí)現(xiàn)電流密度的均勻化，進(jìn)而可以獲得具有均勻厚度的金屬箔50。但是，在從電解液供應(yīng)管35向母板11上供應(yīng)電解液的情況下，發(fā)生電解液集中在母板11的側(cè)向邊緣部分而無法在寬度方向形成均勻的電流密度的現(xiàn)象，在該情況下，會(huì)獲得電流密度在寬度方向不均勻的金屬箔50，從而導(dǎo)致產(chǎn)品不良。因此，優(yōu)選在母板11的寬度方向形成均勻的電流密度。為此，在邊緣處設(shè)置遮罩等，由此可以防止具有由過電流密度引起的不均勻厚度的電沉積層的形成。
[0091]另外，所述陽極電極32的厚度可以從中心部向側(cè)向邊緣方向減小。如上所述，陽極電極32以其厚度向邊緣方向減小的方式構(gòu)成，由此與起到陰極電極的功能的母板11的間隔向邊緣方向增大，因此可以抵消由電解液的集中而引起的電流密度的增大，從而可以控制電沉積在母板11的電沉積量。
[0092]例如，如圖3所示，電極32的厚度可以是以彎曲形狀從母板11的中心部向側(cè)向邊緣而連續(xù)地減小(彎曲陽極電極32a)。此時(shí)，所述彎曲陽極電極32a并非必須在整體上具有一恒定曲率。據(jù)此，通過使電極厚度在母板11的寬度方向變化，可以消除由電解液在邊緣部分集中而引起的電流密度集中的現(xiàn)象，因此可以均勻地維持金屬在作為陰極電極的母板11和陽極電極之間析出的速度和組分，從而，可以防止由電流密度在寬度方向不均勻引起的金屬箔50的表面的缺陷。
[0093]盡管使用中心部比邊緣厚的所述彎曲陽極電極32a可以維持均勻的電流密度，但每個(gè)陽極電極32可以在其寬度方向上劃分成多個(gè)子電極以具有更均勻的電流密度，如圖3所示(稱為“在寬度方向的子陽極電極”)。所述子電極的分割寬度可以相同，或者也可以互不相同。此時(shí)，所有分割的電極大小并非必須互不相同，根據(jù)需要也可以僅僅將部分電極的大小設(shè)定成不同。在圖2中示出了彎曲并在寬度方向分割的陽極電極的一例，但并不限定于此，陽極電極可以僅是彎曲的或者僅在寬度方向分割。
[0094]通過像這樣分割陽極電極32，可以單獨(dú)地控制向分割的各個(gè)陽極電極32a供應(yīng)的電流，由此可以實(shí)現(xiàn)更加精密的電流密度的均勻化。即，根據(jù)寬度方向的電沉積量單獨(dú)地控制從電流供應(yīng)裝置33向子陽極電極32a供應(yīng)的電流大小，由此可以在母板11的寬度方向均勻地調(diào)整在母板11電解析出的金屬的電沉積量，從而可以獲得具有均勻厚度的金屬箔50。
[0095]另一方面，本發(fā)明的陽極電極32可以是在長度方向，即在母板11的移動(dòng)方向分割的子陽極電極32b (稱為“在母板的移動(dòng)方向的子陽極電極”)，并且厚度向所述寬度方向變化的陽極電極32a可以是在母板的移動(dòng)方向分割的子陽極電極32b。與在寬度方向分割的陽極電極32a相同，在所述母板的移動(dòng)方向分割的陽極電極32b可以使分割的各電極的大小不相同，并且可以向分割的各個(gè)電極供應(yīng)不同大小的電流。
[0096]當(dāng)母板11供應(yīng)于水平槽30時(shí)，初始電沉積的金屬可以用作接下來電沉積的電沉積核，由此在穿過水平槽30的同時(shí)，可以得到持續(xù)、穩(wěn)定迅速的電沉積性能，進(jìn)而，即使高速供應(yīng)電解液，也可以防止電沉積層剝離或脫落的現(xiàn)象。
[0097]另外，電沉積速度受到電解液的流動(dòng)速度和母板11的供給速度的影響。在本發(fā)明中，電解液可以以向與母板11的移動(dòng)方向相同的方向或者相反的方向流動(dòng)的方式供應(yīng)，也可以以向這兩個(gè)方向流動(dòng)的方式供應(yīng)。此時(shí)，在電解液與母板11的移動(dòng)方向相反的方向供應(yīng)的區(qū)域，電解液與母板11接觸的時(shí)間相對(duì)較短，因此可以降低電沉積速度，如上所述，在母板11的移動(dòng)方向分割陽極電極32而形成子電極，并對(duì)各個(gè)子電極設(shè)定不同的電流量并供應(yīng)，由此可以實(shí)現(xiàn)迅速的電沉積。
[0098]另一方面，在電解液以與母板11移動(dòng)方向的相同的方向供應(yīng)的區(qū)域，由于母板11與電解液的接觸時(shí)間相對(duì)較長，因此可以得到更快的電沉積速度，但是由于電解液內(nèi)的金屬離子濃度減小，由此導(dǎo)致與先前的電沉積量相比電沉積量降低的現(xiàn)象。因此，通過沿著母板11的移動(dòng)方向分割陽極電極32，并向分割的各電極供應(yīng)不同的電流量，可以實(shí)現(xiàn)電沉積速度的提高。
[0099]而且，根據(jù)需要，所述陽極電極32以電極厚度從母板11的中心部向側(cè)向邊緣方向減小的方式構(gòu)成，也可以同時(shí)實(shí)現(xiàn)在寬度方向和長度方向分割的子電極。該情況下，可以在多個(gè)區(qū)域單獨(dú)地控制陽極電極32的電流密度，因此可以獲得具有更加均勻的厚度的金屬箔50。
[0100]如上所述，通過與作為陰極電極的母板11的作用來產(chǎn)生使電解液內(nèi)的金屬離子在母板11上電解析出的電解反應(yīng)，在高速供應(yīng)電解液的情況下，可以通過新供應(yīng)的電解液來增加金屬離子在母板11表面的電沉積速度。
[0101]對(duì)現(xiàn)有使用鼓式槽的電鑄設(shè)備而言，作為陰極的母板的形狀以鼓形狀彎曲使得電解液的流路也彎曲形成，因此，電解液的流速逐漸變慢，從而導(dǎo)致電沉積速度的降低，并且使獲得的金屬箔的厚度變得不均勻。
[0102]但是，在如本發(fā)明那樣使用水平槽30的情況下，水平槽30具有水平形成的流路，由此可以在不發(fā)生電解液的流動(dòng)速度減小這一現(xiàn)象的情況下高速供應(yīng)電解液，從而可以增加金屬離子的電沉積速度。電解液的供應(yīng)速度可以最大以5，000的雷諾數(shù)(Re)供應(yīng)，并且根據(jù)母板11的移動(dòng)速度，可以適當(dāng)?shù)卦黾踊蛘邷p小相對(duì)速度。另外，根據(jù)電沉積反應(yīng)的狀況，可以以 層流(以直線供應(yīng)的流體流動(dòng)且無湍流)的流動(dòng)速度供應(yīng)電解液，在形成穩(wěn)定的電沉積反應(yīng)之后，可以以亂流(以湍流供應(yīng)的流體流動(dòng))的高速流動(dòng)速度供應(yīng)。
[0103]在初始電沉積時(shí)，如果增加電解液的流場速度，可能則發(fā)生電沉積層的剝離，從而可能會(huì)使電沉積失敗，如果電沉積層以幾微米的厚度生長，則由于電沉積層中的應(yīng)力集中能夠使粘合性提高，因此可以使用高速流場。另一方面，當(dāng)使用高速流場時(shí)，優(yōu)選地，將控制流體供應(yīng)速度不超過將電沉積層和母板11之間的表面張力抵消的流動(dòng)速度。在以超過將電沉積層和母板11之間的表面張力抵消的流動(dòng)速度供應(yīng)電解液的情況下，由電解液的供應(yīng)而引起的流場和電沉積層之間的剪切應(yīng)力超過電沉積層和母板11之間的表面張力，由此導(dǎo)致電沉積層的剝離。
[0104]另一方面，所述電流供應(yīng)裝置33用于分別向接觸輥31、31’和陽極電極32供應(yīng)(-)電流和(+)電流，只要是通常使用的裝置，就可以無特別限制地適用于本發(fā)明，此處省略其詳細(xì)說明。
[0105]此時(shí)，向供應(yīng)至所述水平槽30內(nèi)的母板11的任意一個(gè)表面供應(yīng)電解液，由此可以僅僅在母板11的單側(cè)電解析出金屬而獲得金屬箔50，并且還可以通過向所述母板11的雙側(cè)均供應(yīng)電解液使金屬在母板11的雙側(cè)電解析出，由此提高金屬箔50的生產(chǎn)速度。
[0106]如上所述，當(dāng)母板11供應(yīng)至水平槽30內(nèi)時(shí)，通過電解液供應(yīng)噴嘴37向母板11的單側(cè)或者雙側(cè)供應(yīng)電解液，并且通過由母板11和陽極電極32之間形成的水平流路使電解液流動(dòng)，同時(shí)基于用作陰極電極的母板11和陽極電極32的電解析反應(yīng)使金屬離子析出在母板11的表面而形成電沉積層。
[0107]為此,所述電解液供應(yīng)裝置包括用于儲(chǔ)存和容納電解液的電解液儲(chǔ)存罐40、和用于向母板11表面供應(yīng)電解液的電解液供應(yīng)噴嘴37，儲(chǔ)存在所述電解液儲(chǔ)存罐40的電解液通過電解液供應(yīng)管35流動(dòng)至電解液供應(yīng)噴嘴37，并在水平槽30中向母板11上供應(yīng)。所述電解液供應(yīng)噴嘴37可以將電解液供應(yīng)至母板11的單側(cè)，也可以將電解液供應(yīng)至母板11的雙側(cè)。
[0108]在本發(fā)明的附圖中，示出了從一個(gè)電解液儲(chǔ)存罐40向母板11的雙側(cè)供應(yīng)電解液，如果分別向母板11的雙側(cè)供應(yīng)不同的電解液，則可以實(shí)現(xiàn)對(duì)母板11的雙側(cè)的不同金屬的電沉積，從而可以同時(shí)獲得兩種金屬箔50。
[0109]所述電解液供應(yīng)噴嘴37，通過由母板11和陽極電極32形成的水平通道高速供應(yīng)電解液。此時(shí)，可以使電解液向與母板11的移動(dòng)方向相同或者相反的方向流動(dòng)，也可以如下方式供應(yīng)電解液:以電解液供應(yīng)噴嘴37為中心使電解液向與母板11的移動(dòng)方向相同的方向(順向)和相反的方向(逆向)流動(dòng)。
[0110]當(dāng)電解液在相對(duì)于母板11的移動(dòng)方向的兩個(gè)方向流動(dòng)時(shí)，可以得到實(shí)質(zhì)性地進(jìn)行兩次電沉積的效果。即，以相反方向供應(yīng)的電解液由于與母板11的相對(duì)速度差而與母板11接觸相對(duì)較短的時(shí)間，由此得到以相對(duì)較少量的電沉積的一次電沉積的效果；通過以相同方向供應(yīng)使電解液與母板11接觸更長時(shí)間，由此與一次電沉積相比，可以得到以相對(duì)較多量的電沉積的二次電沉積的效果。
[0111]可以劃分本發(fā)明的電解液供應(yīng)管35，使得其向母板11移動(dòng)方向的順向和逆向供應(yīng)電解液。像這樣，通過將電解液供應(yīng)管35相對(duì)于母板11移動(dòng)方向分成順向和逆向而供應(yīng)電解液，由此當(dāng)向母板11供應(yīng)電解液時(shí)，可以減少由電解液的不均勻流場引起的母板11的不均勻的電解析出，從而可以形成具有均勻厚度的金屬箔50。
[0112]為此，如圖5所示，優(yōu)選地，所述電解液供應(yīng)管35是:其末端部相對(duì)于母板11的移動(dòng)方向向順向和逆向傾斜的傾斜電解液供應(yīng)噴嘴37a。如圖6所示，更優(yōu)選地，電解液供應(yīng)管35可以形成為相對(duì)于母板11的移動(dòng)方向向順向和逆向彎曲的彎曲電解液供應(yīng)噴嘴37b，以向母板11和陽極電極32之間供應(yīng)電解液。通過將這種彎曲的電解液供應(yīng)噴嘴37b形成在電解液供應(yīng)管35的末端，可以抑制向母板11和陽極電極32之間供應(yīng)的電解液所產(chǎn)生的不均勻流場，由此實(shí)現(xiàn)流場的穩(wěn)定化。
[0113]當(dāng)以穩(wěn)定化的電解液流場向母板11表面供應(yīng)電解液時(shí)，可以防止電解液渦流的形成，由此可以擴(kuò)大均勻接觸的面積，從而最終可以增大基于電解析出的電沉積速度。進(jìn)而，可以得到具有均勻的組分、均勻的表面、以及均勻厚度的金屬箔50。另外，在向母板11的上部和下部雙側(cè)垂直供應(yīng)電解液的情況下，由于在上下部供應(yīng)的電解液存在壓力差，因此使母板11產(chǎn)生振動(dòng)而導(dǎo)致不均勻的電沉積。但通過形成彎曲的電解液供應(yīng)噴嘴37b并向水平方向供應(yīng)電解液，能夠進(jìn)一步抑制這種問題的發(fā)生。
[0114]如上所述，在具有本發(fā)明實(shí)施方案的彎曲的電解液供應(yīng)噴嘴37b的情況下，流場的穩(wěn)定化可以通過以下實(shí)施例記載的試驗(yàn)確認(rèn)。
[0115]在本發(fā)明的其他實(shí)施方案中，所述電解液供應(yīng)管35可以在其末端具備分配器38。所述分配器38可以通過電解液供應(yīng)管35在母板11的寬度方向均勻地分配向母板11表面供應(yīng)的電解液。即使通過電解液供應(yīng)管35向由陽極電極32和母板11形成的電解液流路供應(yīng)電解液，也可以使向母板11的寬度方向供應(yīng)的電解液、和向中心部供應(yīng)的電解液的流量不同，從而可以實(shí)現(xiàn)流速差。在該情況下，由于在母板11的邊緣部和中心部存在電流密度差，因此難以確保電沉積層的均勻性，但是通過分配器38可以向母板11整體均勻地供應(yīng)電解液。
[0116]如圖7所示，所述分配器38優(yōu)選具有拉伐爾噴嘴形狀的剖面。通過使所述分配器38具有拉伐爾噴嘴形狀的剖面，可以在不減小電解液流場的情況下將通過電解液供應(yīng)管35供應(yīng)的電解液向母板11的寬度方向均勻地供應(yīng)。
[0117]在所述實(shí)施方案中，所述分配器38還可以設(shè)置在彎曲的電解液供應(yīng)噴嘴37b的末端，所述電解液供應(yīng)噴嘴37b形成在電解液供應(yīng)管35的末端。通過具有這種結(jié)構(gòu)，可以實(shí)現(xiàn)電解液流場的穩(wěn)定性，同時(shí)向母板11整體均勻地供應(yīng)電解液，由此可以實(shí)現(xiàn)電解液在母板11的寬度方向的均勻流速。
[0118]如上所述，通過在電解液供應(yīng)管35的末端設(shè)置傾斜的電解液供應(yīng)噴嘴37a、彎曲的電解液供應(yīng)噴嘴37b、分配器38或者它們的組合，可以達(dá)到如以上說明的本發(fā)明所要得到的全部或部分效果。進(jìn)而，當(dāng)以垂直方向供應(yīng)電解液時(shí)，可以更加抑制直至電解液的不穩(wěn)定流場變穩(wěn)定時(shí)所產(chǎn)生的不均勻的電沉積，從而可以使最終獲得的金屬箔50的厚度均勻化。
[0119]另外，本發(fā)明的電解液供應(yīng)管35可以在其內(nèi)部包括蜂窩36。通過包括這種蜂窩36，使通過電解液供應(yīng)管35向母板11表面供應(yīng)的電解液形成層流。像這樣，在電解液以層流供應(yīng)的情況下，如上所述，在母板11表面形成電解液的渦流，由此可以最小化使流場不穩(wěn)定的現(xiàn)象。進(jìn)而，即使高速供應(yīng)電解液，也可以抑制電解液與表面碰撞時(shí)所產(chǎn)生的母板11的振動(dòng)，從而可以得到能夠抑制不均勻的電沉積的效果。
[0120]如圖8所示，如上所述的通過水平槽30的電沉積過程，可以通過線性地設(shè)置多個(gè)水平槽30、130來連續(xù)進(jìn)行多次。當(dāng)多次進(jìn)行這樣的通過水平槽30、130的電沉積過程時(shí)，分別在水平槽30、130中進(jìn)行電沉積，由此可以增加金屬箔50的厚度。因此，根據(jù)需要可以控制金屬箔50的厚度 ，即使以更高的速度供應(yīng)母板11，也可以獲得具有期望厚度的金屬箔50，從而可以提高生產(chǎn)性。例如，設(shè)置第一水平槽30和第二水平槽130，并且在第一水平槽30中在母板11上電沉積金屬，在第二水平槽130中供應(yīng)與第一水平槽30相同的電解液，從而在形成有電沉積層的母板15上的電沉積層上額外進(jìn)行電沉積，由此形成帶有期望沉積層的母板15’，從而獲得金屬箔50。
[0121]或者，在水平槽30、130中供應(yīng)不同的電解液而進(jìn)行電沉積，由此也可以獲得具有多層的金屬箔50,據(jù)此,可以向金屬箔50賦予各種各樣的功能。例如,設(shè)置第一水平槽30和第二水平槽130，在第一水平槽30中供應(yīng)第一電解液而在母板11上電沉積第一電沉積層15，并在第二水平槽130中供應(yīng)與第一水平槽30不同的第二電解液而在所述第一電沉積層上電沉積第二電沉積層15’。像這樣，通過設(shè)置多個(gè)水平槽30、130，可以獲得不同的金屬以多層形成的金屬箔50。
[0122]對(duì)于在所述電解液內(nèi)包含的金屬離子，只要是可以適用于電鑄法，就無特別限定，例如可以是Cu、Fe、N1、Zn、Cr、Co、Ag、Pd、Al、Sn或者這些的合金等。
[0123]另一方面，電解液儲(chǔ)存罐40可進(jìn)一步包括用于加熱電解液的電解液加熱器41、用于去除包含在電解液中的污泥等雜質(zhì)的電解液過濾器42、及用于向水平槽30供應(yīng)電解液的電解液泵43等。
[0124]而且。根據(jù)需要，可以將已用于電沉積的電解液重新回收至電解液儲(chǔ)存罐40。為此，可以具備電解液回收管45。此時(shí)，對(duì)回收的電解液而言，金屬離子在電沉積過程中被消耗，由此電解液儲(chǔ)存罐40內(nèi)的金屬離子濃度低于進(jìn)行電沉積所需的濃度，因此通過適當(dāng)?shù)匮a(bǔ)充金屬離子，可以調(diào)整為預(yù)定濃度。[0125]如上所述，形成有電沉積層的母板11通過出口側(cè)處的接觸輥31’從水平槽30移出。從水平槽30移出的母板11通過金屬箔50分離裝置從母板11分離金屬箔50，由此可以得到金屬箔50。所述金屬箔50通過表面張力結(jié)合在表面形成有氧化保護(hù)膜的母板11上，因此可以通過金屬箔50和母板11之間的剪切應(yīng)力差進(jìn)行分離。因此，所述金屬箔50分離裝置優(yōu)選賦予金屬箔50用于將其從母板11分離的剪切應(yīng)力，例如，可以設(shè)置由多個(gè)輥?zhàn)有纬傻膭冸x輥51。另外，可以利用所產(chǎn)生的剪切應(yīng)力差進(jìn)行分離。另外，通過使金屬箔50和母板11的移動(dòng)速度存在差值，同時(shí)或不同時(shí)剝離在母板11的單側(cè)或者雙側(cè)上電沉積的金屬箔50。
[0126]另外，還可以包括用于在將所述金屬箔50從母板11分離之后，卷取金屬箔50和母板11的金屬箔卷曲裝置55和母板卷曲裝置72。例如，可以纏繞在圓筒形狀的卷曲機(jī)上。根據(jù)所述卷曲裝置55、72的卷曲量可以以適當(dāng)?shù)牧窟M(jìn)行卷取，并在切割后纏繞在其他卷曲機(jī)上。根據(jù)需要，可以包括用于進(jìn)行所述切割的金屬箔切割裝置54和母板切割裝置71，在切割母板11時(shí)，更優(yōu)選在接合的部位進(jìn)行切割。
[0127]另外，本發(fā)明的一實(shí)施方案的水平電鑄設(shè)備100，可以根據(jù)需要設(shè)置后處理裝置，該后處理裝置是在金屬箔50從水平槽30移出后、并在分離金屬箔50之前或分離之后對(duì)金屬箔50進(jìn)行處理的裝置。這種后處理裝置可以例如為后清洗裝置52和烘干裝置(未圖示)、及熱處理裝置53等。
[0128]由于在所述母板11上電沉積的金屬箔50的表面可能會(huì)殘留電解液，因此優(yōu)選清洗金屬箔50的表面。為此，可以設(shè)置后清洗裝置52，其使用酸性溶液和水去除可能存在于金屬箔50表面的電解液和異物。并且，為了有效地去除殘留電解液，可以采用柔軟的刷子(brush)等。這種清洗可以在金屬電沉積在母板11上而形成電沉積層的狀態(tài)下進(jìn)行，但也可以在將金屬箔50從母 板11分離之后進(jìn)行。
[0129]在進(jìn)行所述清洗之后，為了去除存在于金屬箔50表面的水分，還可以包括以高壓噴射空氣或噴射高溫氣體的噴射單元、或者通過加熱等方法來烘干金屬箔50的加熱單元，由此烘干所述金屬箔50。
[0130]通過電鑄形成的金屬箔50具有納米結(jié)構(gòu)，為了確保對(duì)獲得的金屬箔50具有期望的精細(xì)結(jié)構(gòu)，可以進(jìn)行適當(dāng)?shù)臒崽幚?。?duì)于通過電鑄形成的金屬箔50，根據(jù)使用用途，作業(yè)工藝的溫度并不相同，例如，在Fe等的金屬箔50的情況下，在300-600°C產(chǎn)生非正常晶粒的生長，由此導(dǎo)致金屬箔50從納米結(jié)構(gòu)的精細(xì)結(jié)構(gòu)變化為微觀結(jié)構(gòu)。這種由非正常晶粒的生長所引起的精細(xì)結(jié)構(gòu)的變化，可能在使用金屬箔50制造所期望的產(chǎn)品的工藝中，導(dǎo)致產(chǎn)品質(zhì)量不合格。例如，當(dāng)在金屬箔50形成電路等時(shí)，可能會(huì)在高溫工藝中引起該電路的剝離或者短路。
[0131]從而，優(yōu)選地，當(dāng)使用在引起非正常晶粒生長的溫度區(qū)域所獲得的金屬箔50時(shí)，預(yù)先對(duì)金屬箔50進(jìn)行熱處理，由此預(yù)先轉(zhuǎn)變?yōu)槲⒂^結(jié)構(gòu)的精細(xì)結(jié)構(gòu)，從而防止在工藝中精細(xì)結(jié)構(gòu)產(chǎn)生變化的現(xiàn)象。因此，根據(jù)需要可以包括熱處理裝置53。如上所述的熱處理可以根據(jù)所期望的精細(xì)結(jié)構(gòu)而不同，對(duì)此無特別限定，但優(yōu)選在300-600°C的溫度下進(jìn)行熱處理。此時(shí)，為了防止在熱處理時(shí)的表面氧化，優(yōu)選使用氮?dú)?、氬氣等惰性氣體的氣氛，并且作為熱處理方法可以采用感應(yīng)加熱、直接加熱、接觸加熱。
[0132]如上所述，對(duì)本發(fā)明的各個(gè)實(shí)施方案的基于電鑄法的金屬箔50的制造方法和水平電鑄設(shè)備100進(jìn)行了說明，但是這種方法和設(shè)備并不限定于這些實(shí)施方案，對(duì)本發(fā)明所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，可以適當(dāng)?shù)剡M(jìn)行變更是理所當(dāng)然的。
[0133]實(shí)施例
[0134]通過下述實(shí)施例具體說明本發(fā)明的部分實(shí)施方案。但是，本發(fā)明不限定于以下的實(shí)施例。
[0135]實(shí)施例1
[0136]除使用了在整體上相對(duì)于寬度方向具有均勻厚度的陽極電極(水平陽極電極)、和本發(fā)明一實(shí)施例的如圖3所示的彎曲陽極電極(沒有分割為子電極)以外，使用相同的設(shè)備并向母板和陽極電極之間供應(yīng)電解液，以這些為前提條件進(jìn)行了模擬實(shí)驗(yàn)。
[0137]此時(shí)，母板的整體寬度為1000mm，將Re = 1000的雷諾數(shù)設(shè)定為層流條件而供應(yīng)了電解液。
[0138]從實(shí)驗(yàn)結(jié)果測量了對(duì)母板寬度方向的電流密度分布并在圖9示出。在圖9中，位置是指以電解液供應(yīng)管作為基準(zhǔn)在母板寬度方向的位置，并且示出了對(duì)母板的一半寬度的結(jié)果。
[0139]由圖9可知:在使用水平陽極電極的情況下，從母板的中心部向邊緣側(cè)，經(jīng)過大約300mm之處時(shí)電流密度急劇增加。但是，在使用彎曲陽極電極的情況下，電流密度幾乎在整個(gè)母板保持穩(wěn)定，在達(dá)到400_之處時(shí)才逐漸增加。
[0140]另外，還可知:在使用彎曲陽極電極的情況下，距邊緣500mm之處的電流密度與水平陽極電極的電流密度相比，表現(xiàn)出減小35 %左右的傾向，且具有呈現(xiàn)均勻分布的區(qū)間增加的結(jié)果。
[0141]由該結(jié)果可知:通過改變陽極電極的形狀而改變陰極電極和陽極電極之間的間隔的情況，與使用水平陽極電極的情況相比，可以使電流密度分布更加均勻化。
[0142]實(shí)施例2
[0143]作為電解液供應(yīng)管,使用了具有如圖10(a)的結(jié)構(gòu)的電解液供應(yīng)噴嘴和具有如圖10(b)和圖10(c)的結(jié)構(gòu)的、彎曲的噴射噴嘴，為了分析供應(yīng)電解液時(shí)的電解液流場的穩(wěn)定化程度，對(duì)向各個(gè)噴嘴供應(yīng)層流和亂流的電解液的情況進(jìn)行了模擬實(shí)驗(yàn)。
[0144]將基于所述模擬實(shí)驗(yàn)的電解液流場的流線分別在圖11和圖12示出。圖11示出以Re = 1000的雷諾數(shù)的層流供應(yīng)電解液時(shí)的流線，圖12示出以Re = 5000的雷諾數(shù)的亂流供應(yīng)電解液時(shí)的流線。
[0145] 可知:在以層流的流場供應(yīng)電解液的情況下，如圖11(a)所示，當(dāng)使用具有圖10(a)結(jié)構(gòu)的電解液供應(yīng)噴嘴時(shí)，流場在電解液流動(dòng)0.15m左右后形成穩(wěn)定化。相反，當(dāng)使用如圖10(b)所示的彎曲的電解液供應(yīng)噴嘴時(shí)，如圖11(b)所示，流場在流動(dòng)0.03m左右后形成穩(wěn)定化，當(dāng)使用如圖10(c)的彎曲的電解液供應(yīng)噴嘴時(shí)，也如圖11(c)所示，流場在電解液流動(dòng)約0.03m左右后形成穩(wěn)定化。
[0146]由該結(jié)果可知:如圖11所示，當(dāng)以層流供應(yīng)電解液時(shí)，使用如圖10(b)和(C)的彎曲的電解液供應(yīng)噴嘴的情況與使用具有如圖10 (a)的電解液供應(yīng)噴嘴結(jié)構(gòu)的情況相比，可以實(shí)現(xiàn)迅速的流場的穩(wěn)定化，進(jìn)而，可以預(yù)料到能夠?qū)崿F(xiàn)均勻電沉積的面積也會(huì)增加。
[0147]另一方面，由圖12(a)可知:在向各個(gè)噴嘴以亂流的流場供應(yīng)電解液的情況下，當(dāng)使用具有圖10(a)結(jié)構(gòu)的電解液供應(yīng)噴嘴時(shí)，流場在電解液流動(dòng)0.15m左右后形成穩(wěn)定化；當(dāng)使用如圖10(b)的彎曲的電解液供應(yīng)噴嘴時(shí)，如圖12(b)所示，流場在電解液流動(dòng)0.05m左右后形成穩(wěn)定化；如圖12(c)所示，當(dāng)使用如圖10(c)的彎曲電解液供應(yīng)噴嘴時(shí)，流場在電解液流動(dòng)0.05m左右后形成穩(wěn)定化。
[0148]從該結(jié)果可知:當(dāng)以亂流供應(yīng)電解液時(shí)，本發(fā)明實(shí)施實(shí)施方案的使用彎曲噴射噴嘴的情況 與具有垂直電解液供應(yīng)管結(jié)構(gòu)的情況相比，可以迅速地實(shí)現(xiàn)流場的穩(wěn)定化，而且，可以預(yù)料到能夠?qū)崿F(xiàn)均勻電沉積的面積也會(huì)增加。
【權(quán)利要求】
1.一種水平電鑄設(shè)備，其包括: 母板供應(yīng)裝置，其在一個(gè)方向上連續(xù)地水平供應(yīng)用作陰極電極并具有撓性和導(dǎo)電性的母板； 水平槽，其包括與所述母板的側(cè)向邊緣接觸并移動(dòng)母板且將電流供應(yīng)至母板的接觸輥、在所述母板的單側(cè)或者雙側(cè)上相間隔設(shè)置的陽極電極、用于向由所述母板和所述陽極電極形成的水平通道供應(yīng)包含金屬離子的電解液的電解液供應(yīng)裝置、以及用于向所述接觸輥和所述陽極電極供應(yīng)電流以在所述母板的單側(cè)或者雙側(cè)上電解析出金屬離子的電流供應(yīng)裝置；以及 剝離裝置，其用于從導(dǎo)電性的母板剝離電沉積在所述母板的單側(cè)或者雙側(cè)上的金屬箔。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水平電鑄設(shè)備，其中， 所述電解液供應(yīng)裝置包括用于向所述母板的單側(cè)或者雙側(cè)供應(yīng)電解液的電解液供應(yīng)噴嘴，所述電解液供應(yīng)噴嘴在與母板的移動(dòng)方向相同的方向、相反的方向或者在這兩個(gè)方向上供應(yīng)電解液。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水平電鑄設(shè)備，其中， 所述水平槽沿著母板的移動(dòng)方向線性地設(shè)置有多個(gè)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水平電鑄設(shè)備， 所述水平電鑄設(shè)備進(jìn)一步包括熱處理裝置，其用于通過感應(yīng)加熱、氣氛加熱或者直接加熱來對(duì)所述母板上電沉積的金屬箔進(jìn)行熱處理。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水平電鑄設(shè)備，其中， 所述剝離裝置是能夠向?qū)щ娦缘哪赴搴徒饘俨x予剪切應(yīng)力差的多個(gè)輥?zhàn)印?br> 6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水平電鑄設(shè)備，其中， 所述陽極電極具有從所述母板的中心部向側(cè)向邊緣厚度減小的結(jié)構(gòu)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水平電鑄設(shè)備，其中， 所述水平槽在所述母板的側(cè)向邊緣處設(shè)置有用于防止金屬離子電解析出的邊緣遮罩。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水平電鑄設(shè)備，其中， 所述陽極電極是在母板的寬度方向分割為多個(gè)子電極。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的水平電鑄設(shè)備，其中， 所述子電極根據(jù)各電極具有不同的尺寸。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的水平電鑄設(shè)備，其中， 所述子電極根據(jù)各電極被供應(yīng)不同的電流。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水平電鑄設(shè)備，其中， 所述陽極電極是在母板的移動(dòng)方向分割為多個(gè)子電極。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的水平電鑄設(shè)備，其中， 所述子電極根據(jù)各電極具有不同的尺寸。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的水平電鑄設(shè)備，其中， 所述子電極根據(jù)各電極被供應(yīng)不同的電流。
14.根據(jù)權(quán)利要求3所述的水平電鑄設(shè)備，其中， 所述電解液供應(yīng)噴嘴以在電解液流動(dòng)的方向上供應(yīng)電解液的方式傾斜或彎曲。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的水平電鑄設(shè)備，其中， 所述電解液供應(yīng)管的至少末端部是可分離的，以在相對(duì)于導(dǎo)電性母板的移動(dòng)方向的順向和逆向上供應(yīng)電解液。
16.根據(jù)權(quán)利要求14所述的水平電鑄設(shè)備，其中， 所述末端部具有拉伐爾噴嘴形狀的剖面。
17.一種金屬箔制造方法，其包括: 電解液供應(yīng)步驟，向母板的表面供應(yīng)包含金屬離子的電解液，所述母板作為陰極電極在一個(gè)方向上被水平供應(yīng)，并具有撓性和導(dǎo)電性； 電沉積步驟，通過在所述母板的單側(cè)或者雙側(cè)上間隔設(shè)置的陽極電極和所述母板，所述電解液的金屬離子在所述母板的單側(cè)或者雙側(cè)上電解析出，從而在所述母板上形成電沉積層；以及 剝離步驟，將所述電沉積層從所述母板剝離。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的金屬箔制造方法，其中， 在所述母板的單側(cè)或者雙側(cè)上形成有氧化保護(hù)膜。
19.根據(jù)權(quán)利要求17所述的金屬箔制造方法，其中， 所述金屬箔制造方法進(jìn)一步包括在300-600°C對(duì)已剝離的金屬箔進(jìn)行熱處理的步驟。
20.根據(jù)權(quán)利要求17所述的金屬箔制造方法，其中， 所述電解液通過由母板和陽極電極之間形成的水平通道在與母板的移動(dòng)方向相同的方向和相反的方向上供應(yīng)。
21.根據(jù)權(quán)利要求17所述的金屬箔制造方法，其中， 向所述母板的雙側(cè)供應(yīng)的電解液互不相同。
22.根據(jù)權(quán)利要求17所述的金屬箔制造方法，其中， 在剝離步驟之前，所述方法進(jìn)一步包括第二電解液供應(yīng)步驟和第二電沉積步驟。
23.根據(jù)權(quán)利要求22所述的金屬箔制造方法，其中， 在所述第二電解液供應(yīng)步驟中供應(yīng)的電解液與電解液供應(yīng)步驟中的電解液不同。
24.根據(jù)權(quán)利要求23所述的金屬箔制造方法，其中， 所述金屬箔為具有多層結(jié)構(gòu)的金屬箔。
【文檔編號(hào)】C25D17/00GK103930599SQ201280056248
【公開日】2014年7月16日 申請日期:2012年11月15日 優(yōu)先權(quán)日:2011年11月15日
【發(fā)明者】金弘浚, 金珍有, 李載坤, 崔在勛, 金星茁, 崔錫歡, 趙云寬 申請人:Posco公司