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TW201438887A - 表面處理銅箔 - Google Patents

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TW201438887A
TW201438887A TW103105232A TW103105232A TW201438887A TW 201438887 A TW201438887 A TW 201438887A TW 103105232 A TW103105232 A TW 103105232A TW 103105232 A TW103105232 A TW 103105232A TW 201438887 A TW201438887 A TW 201438887A
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TW
Taiwan
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film
rust
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organic
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TW103105232A
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English (en)
Inventor
Takahiro Tsuruta
Kensaku Shinozaki
Original Assignee
Furukawa Electric Co Ltd
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Abstract

本發明提供一種利用電阻焊將銅箔與銅箔或銅箔與其他金屬之間進行焊接時焊接性優異之表面處理銅箔。一種表面處理銅箔，其於銅箔之至少單面上形成有表面處理皮膜，表面處理皮膜之三唑類化合物或/及其錯合化合物之附著量為0.15~0.75 μg/cm2，基於JIS K 7194：1994測定之表面電阻值為2.5~40 mΩ。

Description

表面處理銅箔
本發明特別涉及一種利用電阻焊法將銅箔與銅箔或銅箔與其他金屬材料之間進行焊接時電阻焊接性優異之表面處理銅箔。
對於汽車等方面使用的電子元件而言，隨著近年來之高密度化，要求電氣連接部具有更高之可靠性，特別是要求端子與銅箔等不同金屬之間之接合部接合得更切實。
此外，近年來，作為鋰離子二次電池等非水溶劑二次電池之負極集電體，還要求銅箔間或銅箔與插接端子間之連接具有高接合強度或高可靠性之接合狀態。
電阻焊法即為滿足上述要求之一種焊接方法。
該電阻焊法於接合不同金屬時，會於該接合部形成所謂熔核之熔融部分，可實現接合部不易發生剝離之穩定接合，因此特別多用於汽車車身等大型金屬元件之接合。
銅箔之焊接性在表面不實施防銹處理時才優異。然而，若不實施防銹處理，則銅箔表面容易於大氣中發生氧化，變得不適合實際使用。為防止這種銅箔表面之氧化，已知有利用酸浴(pH值1~2)實施鉻酸鹽處理，形成所謂鉻酸鹽皮膜即鉻水合氧化物膜之方法，以及浸於含有三唑化合物、四唑 化合物之溶液中形成有機防銹皮膜之方法。
如此實施過防銹皮膜之銅箔於大氣中不易變色，但防銹皮膜厚度過厚時，有時會發生電阻焊之接合強度不夠充分之情況。
一般認為，這是由於防銹皮膜覆蓋著銅箔表面，即使施加電壓，表面亦不易清潔，純銅不易露出至表面，難以發生原子擴散，接合力變弱之緣故。
本發明者們先前提出：將鉻水合氧化物薄薄地形成於銅箔表面而得之銅箔具有優異之焊接性(參照專利文獻1)。
然而，鉻水合氧化物要處理鉻金屬，因此必須留意環境問題，此外，有文獻指出：根據加熱條件之不同，有時鉻水合氧化物皮膜不適合高溫處理。
可是，作為影響非水溶劑二次電池性能之條件之一，集電體(銅箔)與活性物質之黏著性亦成為問題。還有文獻報告了如下實驗結果，即：採用銅箔作為該電池之集電體時，若鉻水合氧化物皮膜作為防銹皮膜存在於銅箔表面，則集電體(銅箔)與活性物質之黏著強度降低。
此外，於非水溶劑二次電池中，必須於在集電體(銅箔)上設置活性物質之製造過程，以100~160℃加熱(乾燥)數分鐘~10分鐘左右。還有文獻稱得到了如下實驗結果，即：若因該加熱於銅箔表面上生成某厚度以上之氧化膜，則對電池特性產生不良影響，並且如上所述難以清潔表面，因此對焊接性產生不良影響。
另一方面，有文獻提出：若形成於銅箔表面上之 防銹皮膜之電雙層容量之倒數(1/C)值為0.1~0.3cm2/μF以下，則作為非水溶劑二次電池之負極集電體用銅箔是優異的(專利文獻2)。然而，該提案中報告：即使1/C值位於該範圍內，若實施僅單獨塗佈三唑類防銹劑之防銹處理，則三唑類防銹劑與溶劑之親和性會不充分，塗佈後之乾燥過程或非水溶劑二次電池製造之乾燥過程中，部分三唑類防銹劑成分會變為粉狀物露出至銅箔表面，阻礙焊接性。
即，若露出至銅箔表面之三唑類防銹劑之粉狀物 存在於銅箔表面上，則將銅箔用作非水溶劑二次電池之負極集電體時，會阻礙集電體(銅箔)與活性物質之黏著。此外，進行電阻焊時除了因該粉狀物致使銅箔表面作為不被清潔之狀態而殘留之外，焊接所需之焦耳熱亦會被膜部分所消耗，無法充分傳遞至銅箔之間，因此最終會對電阻焊接性產生不良影響。
此外，本發明者們於專利文獻3中提出：於電解 銅箔表面上利用三唑化合物、二羧酸、胺類形成電雙層容量之倒數(1/C)值為0.3~0.8cm2/μF之防銹皮膜，作為非水溶劑二次電池之負極集電體用銅箔是優異的。該提案中還發表了如下結果，即：僅使用三唑類防銹皮膜時電阻焊接性不佳，即使作為鋰離子二次電池之負極用集電體亦非優選。
【現有技術文獻】 【專利文獻】
【專利文獻1】日本專利特開2009-68042號公報
【專利文獻2】日本專利特開平11-273683號公報
【專利文獻3】日本專利特開2011-149098號公報
本發明者對於將多片銅箔之間實施電阻焊時或將銅箔與例如電池插接端子等其他金屬之間實施電阻焊時，單獨使用三唑類防銹劑為何會影響電阻焊接性之問題反復進行了銳意研究，結果得到了這樣認知：塗佈於銅箔表面之三唑類防銹劑之表面狀態會對電阻焊接性產生重大影響。
此外，本發明者發現，有無上述有機防銹劑粉狀物露出至銅箔表面，會影響到電阻焊後銅箔之接合力。即，本發明者推斷：若銅箔表面存有有機防銹劑之粉狀物，則電阻焊時銅箔與銅箔或銅箔與不同金屬之間之接觸面積會因防銹劑粉末物成為障礙而變小，除了粉末物存在部分不被充分清潔之外，焊接所需之焦耳熱亦會被膜部分消耗，無法充分傳遞至箔內部，使接合強度變小。
本發明之目的在於提供一種利用電阻焊將銅箔與銅箔或銅箔與其他金屬之間進行接合時電阻焊接性優異之表面處理銅箔。
進而，本發明之目的在於提供一種不僅電阻焊接性優異，而且作為電池集電體，與活性物質之黏著性亦優異之表面處理銅箔。
本發明者基於上述認知深入研究之結果，成功開 發出一種利用電阻焊將銅箔與銅箔或銅箔與其他金屬之間進行接合時電阻焊接性優異之表面處理銅箔，完成了本發明。
本發明之表面處理銅箔之特徵在於，於銅箔之至 少單面上形成有表面處理皮膜，該表面處理皮膜由附著量為0.15~0.75μg/cm2之三唑類化合物或/及其錯合化合物形成，基於JIS K 7194：1994測定之表面電阻值為2.5~40mΩ。
此外，本發明之表面處理銅箔之特徵還在於，利 用實施過親水化處理之滾筒(以下稱「親水化滾筒」)於電解析出之銅箔表面塗佈三唑類化合物或/及其錯合化合物，形成上述三唑類化合物或/及其錯合化合物之附著量為0.15~0.75μg/cm2、基於JIS K 7194：1994測定之表面電阻值為2.5~40mΩ之表面處理皮膜。
本發明之銅箔表面處理方法之特徵在於，電解銅 箔製箔後立即利用親水化滾筒於該銅箔表面塗佈三唑類化合物或/及其錯合化合物，使該三唑類化合物或/及其錯合化合物之附著量為0.15~0.75μg/cm2，基於JIS K 7194：1994測定之表面電阻值為2.5~40mΩ。
另外，上述表面電阻值更優選為2.5~20mΩ，最優選為2.5~8mΩ。
根據本發明，可提供一種利用電阻焊將銅箔與銅箔或銅箔與其他金屬之間進行焊接時焊接性優異之表面處理銅箔。
進而，本發明還可提供一種不僅電阻焊接性優異，而且作為電池之集電體，與活性物質之黏著性亦優異之表面處理銅箔。
11‧‧‧銅箔
12‧‧‧親水化滾筒
圖1係表示有機防銹劑塗佈過程之說明圖。
圖2係模式性表示電阻焊之說明圖。
本發明之表面處理銅箔於銅箔(本發明中，無需個別表達電解銅箔、軋製銅箔時統稱為「銅箔」)之至少單面上，形成有附著量為0.15~0.75μg/cm2、表面電阻值為2.5~40mΩ、由三唑類化合物或其錯合化合物或該兩種化合物之混合物構成之有機防銹皮膜(本實施形態中，將由三唑類化合物或其錯合化合物或兩者之混合物構成之有機防銹皮膜表達為「由三唑類化合物或/及其錯合化合物構成之有機防銹皮膜」或僅表達為「有機防銹皮膜」)。
另外，有機防銹皮膜之附著量係利用吸光光度法測定而得。吸光光度法之詳情如後面所述。表面電阻值之測定係基於JIS K 7194：1994測定而得。
由附著於本發明表面處理銅箔之至少單面上之三唑類化合物或/及其錯合化合物所構成之有機防銹皮膜之附著量為0.15~0.75μg/cm2。
將有機防銹皮膜之附著量限定為0.15~0.75μg/cm2之原因在於，如後述之與表面電阻值之關係，有機防銹 皮膜之附著量小於0.15μg/cm2時，防銹皮膜之厚度不充分，於室溫下無法充分防止大氣中水分與銅表面之接觸，因此保管及運輸時易發生表面氧化及變色。此外，其原因還在於，於非水溶劑二次電池負極集電體製造中之乾燥過程這種100~160℃高溫環境下，有機防銹皮膜之強度會變得不足以防止氧化，氧化膜厚會過度增加，因此焊接性會極度降低。
有機防銹皮膜之附著量大於0.75μg/cm2時，雖然 保管及運輸時不易發生表面氧化及變色，但因防銹皮膜過厚而使電阻焊之熱量被皮膜部分所消耗，導致焊接之接合強度降低，可能會得不到滿意之焊接性。此外，由於有機防銹皮膜塗佈過厚，使得皮膜厚度出現不均，於銅箔表面產生粉狀物之有機防銹劑，電阻焊時銅箔與銅箔或銅箔與不同金屬之間之接觸面積會因該防銹劑粉末物成為障礙而變小，導致電阻焊接性降低，有時會得不到滿意之焊接。
一般認為，有機防銹皮膜之厚度會影響焊接性之 原因在於，如前面所述有機防銹皮膜覆蓋著銅箔表面，皮膜過厚時，即使施加電壓亦難以清潔表面，純銅不易露出至表面，因此難以發生原子擴散，接合力弱。
本發明者如專利文獻3所示提出，利用三唑類化 合物單體形成防銹皮膜之方法並非優選。於是，本發明者對於為何利用三唑類化合物單體時電阻焊接性不佳之問題進行了詳細研究，結果得到了這樣認知：形成於電解銅箔表面之有機防銹皮膜之厚度(附著量)並非均勻，因此皮膜較厚處電阻焊接性較差，皮膜較薄處銅箔表面會發生氧化或變色，對電阻焊 接性產生不良影響，未能獲得整體優異之焊接。
於是，本發明探究了如何於銅箔表面塗佈厚度均 勻之防銹皮膜。其結果為，若表面電阻值之範圍為2.5~40mΩ，則防銹皮膜厚度均等，能夠實現優異之電阻焊，通過將有機防銹皮膜之附著量設為0.15~0.75μg/cm2以達到上述電阻值，獲得了良好之焊接性。
銅箔之表面電阻值更優選為2.5~20mΩ，最優選為 2.5~8mΩ。表面電阻值於不低於2.5mΩ之範圍內時，則數值越低越能抑制焦耳熱於防銹皮膜中之消耗，切實地將焦耳熱供應至重疊箔之內部，因而接合狀態改善。
若由三唑類化合物或/及其錯合化合物構成之有機 防銹化合物之附著量為0.15~0.75μg/cm2，則容易通過施加電壓來清潔表面，使純銅露出至表面，獲得優選之接合狀態。若附著量為0.15~0.51μg/cm2，則能夠獲得更優選之接合狀態，若為0.48~0.51μg/cm2則最為優選。與附著量為0.51~0.75μg/cm2時相比，更易通過施加電壓來清潔表面，使純銅容易露出至表面，接合狀態改善。
防銹皮膜之表面電阻值為2.5mΩ以下，且附著量 為0.15μg/cm2以下時，其厚度不充分，室溫下無法充分防止大氣中水分與銅表面之接觸，因此導致保管及運輸時表面容易發生氧化及變色，電阻焊接性亦變差之結果。
若表面電阻值為40mΩ以上且附著量為0.75 μg/cm2以上，雖然保管及運輸時不易發生表面氧化及變色，即使例如於非水溶劑二次電池之負極集電體之製造中乾燥過程 那種100~160℃高溫環境下，防銹皮膜之強度亦可防止銅箔表面氧化，但由於氧化膜厚過度增加，電阻焊時之熱量會被皮膜部分所消耗，導致焊接性降低。
作為將表面電阻值範圍為2.5~40mΩ、有機防銹皮 膜附著量為0.15~0.75μg/cm2之防銹皮膜形成於銅箔表面之方法，即於銅箔表面均勻塗佈有機防銹劑之方法，有使用親水化滾筒之塗佈方法。
如圖1所示，將親水化滾筒12、12設置於浸入(未 圖示的)有機防銹處理液(三唑溶液)中、表面塗佈有有機防銹處理液之銅箔之正反兩面，並利用該親水化滾筒12將銅箔表面平整，使塗布之溶液達到均勻。通過此種構成，能夠使有機防銹劑均勻地塗佈於銅箔表面。
一般推斷，通過如此於銅箔表面塗佈有機防銹劑 時使用親水化滾筒，銅箔與處理液接觸時處理液液滴會潰破，即使附著量相同亦將形成密度高之有機防銹皮膜。
通過如此利用親水化滾筒形成皮膜，可減小皮膜之厚度，降低銅箔表面之電阻率。
若使用未經過親水化處理之滾筒進行塗佈，則銅箔與處理液接觸時，處理液之液滴尺寸大，處理液成分會擴散至液滴內，因此即使附著量相同，亦會形成密度低之有機防銹皮膜。其結果為，由於有機防銹皮膜之厚度增大，所以皮膜部分之電阻率上升，電阻焊時之熱量會被皮膜部分所消耗，用於焊接之能量發生損失，焊接狀態變差。
對於親水化滾筒，例如將橡膠滾筒採用UV臭氧處 理、電漿處理、親水官能基之化學修飾等方法沿滾筒表面實施親水化處理。通過使用此種滾筒塗佈防銹處理液，能夠形成有機防銹成分附著量不均極少之塗膜。
如前面所述，可利用親水化滾筒於銅箔之至少單 面上形成附著量為0.15~0.75μg/cm2、表面電阻值為2.5~40mΩ、由三唑類化合物或/及其錯合化合物構成之有機防銹皮膜。
作為三唑化合物，可列舉苯並三唑、甲基苯並三 唑、羧基苯並三唑、氯代苯並三唑、乙基苯並三唑、萘並三唑等、以及該等之錯合化合物。
由於銅箔表面形成防銹皮膜之三唑類化合物或/及 其錯合化合物所構成之有機防銹化合物溶液(以下稱「三唑化合物溶液」)之濃度優選為50~700ppm。其原因在於，若低於50ppm，則無法形成能夠保持防銹功能之有機防銹皮膜厚度，若高於700ppm，則難以控制有機防銹皮膜厚度，阻礙電阻焊之接合條件。
此外，於銅箔表面形成防銹皮膜時三唑化合物溶 液之溫度優選為35℃~55℃。若低於35℃，則無法形成能夠保持防銹功能之有機防銹皮膜密度，若高於55℃，則有機防銹皮膜密度過高，表面電阻顯著下降，因此電阻焊時過剩之焦耳熱會傳遞至箔內，焊接部分可能發生熔融。
進而，為確保三唑成分之穩定性，三唑化合物溶液之pH值優選為6.5~8.0。
塗佈於銅箔上之三唑化合物溶液之濃度、溶液溫度、pH值等條件、以及銅箔之浸泡時間等，可根據與要形成 之有機防銹皮膜厚度之關係適當決定。另外，浸泡時間通常為0.5~30秒左右即可。
然而，關於該等防銹處理條件之記載，並非限定說明書及申請專利範圍之內容。
本實施形態中，雖然將電解銅箔製箔後或冷軋後立即浸入有機防銹劑溶液中形成防銹皮膜，但製箔後無法立即實施防銹處理時，作為前處理浸入H2SO4=5~200g/l、溫度=10℃~80℃稀硫酸之酸洗方法亦為有效。此外，脫脂時於NaOH=5~200g/l、溫度=10℃~80℃之水溶液中實施電流密度=1~10A/dm2、0.1分鐘~5分鐘之陰極或/及陽極電解脫脂亦為有效。
〔實施例及比較例〕 〔銅箔之製箔〕 〔所有實施例及比較例通用〕
調製下述組成之電解液，於陽極使用貴金屬氧化物覆蓋之鈦電極，於陰極使用鈦製轉鼓，製成電流密度=50~100A/dm2且厚度為10μm之電解銅箔。
銅：70~130g/l
硫酸：80~140g/l
添加劑：3-巰基1-丙烷磺酸鈉=1~10ppm
羥乙基纖維素=1~100ppm
低分子量膠(分子量3,000)=1~50ppm
氯化物離子濃度=10~50ppm
溫度：50~60℃
〔形成防銹皮膜〕 〔實施例1~12〕
將電解製箔後之銅箔立即浸入濃度為50~700ppm之苯並三唑防銹溶液中，使用2支利用株式會社日放電子製NVC-R1500實施過電漿處理之市售US304滾筒(直徑120mm、面長1000mm、壁厚15mm)，如圖1所示於銅箔兩面塗佈有機防銹劑，將有機皮膜量控制為一定量，於銅箔兩面形成防銹皮膜。另外，液溫為35~55℃，pH值為6.5~8.0。附著量如表1所示。
〔比較例1~2〕
與實施例1~12相同，使用濃度50~低於700ppm、液溫35~低於55℃、pH值為6.5~8.0之苯並三唑防銹溶液，並使用2支未利用電漿實施親水化處理之市售SUS304滾筒(直徑120mm、面長1000mm、壁厚15mm)，如圖1所示於銅箔兩面塗佈有機防銹劑。
〔比較例3~4〕
使用濃度10~低於50ppm、液溫35~低於55℃、pH值為6.5~8.0之苯並三唑防銹溶液，並使用2支有/未利用電漿實施過親水化處理之市售SUS304滾筒(直徑120mm、面長1000mm、壁厚15mm)，如圖1所示於銅箔兩面塗佈有機防銹劑。
〔比較例5~6〕
使用濃度700~低於1000ppm、液溫35~低於55℃、pH值為6.5~8.0之苯並三唑防銹溶液，並使用2支有/未利用電漿實施過親水化處理之市售SUS304滾筒(直徑120 mm、面長1000mm、壁厚15mm)，如圖1所示於銅箔兩面塗佈有機防銹劑。
〔比較例7~8〕
使用濃度50~低於700ppm、液溫55~低於60℃、pH值為6.5~8.0之苯並三唑防銹溶液，並使用2支有/未利用電漿實施過親水化處理之市售SUS304滾筒(直徑120mm、面長1000mm、壁厚15mm)，如圖1所示於銅箔兩面塗佈有機防銹劑。
比較例1~8之有機皮膜之附著量如表1所示。
〔比較例9~11〕
使電解製箔後之銅箔立即浸入濃度為500ppm~5000ppm、液溫為25~35℃之氧化鉻〔III〕水溶液中，使用2支利用上述電漿處理實施過親水化處理之SUS304滾筒，於銅箔兩面塗佈鉻防銹劑。
〔比較例12~14〕
使電解製箔後之銅箔立即浸入濃度為500ppm~5000ppm、液溫為25~35℃之氧化鉻〔III〕水溶液中，使用2支未利用上述電漿處理實施過親水化處理之SUS304滾筒，於銅箔兩面塗佈鉻防銹劑。
〔比較例15〕
不對電解製箔後之銅箔塗佈防銹處理劑，保持原樣。
〔附著量之定量方法〕
測定有機防銹皮膜之附著量時，首先將苯並三唑 放入60ml之10%硫酸中，利用紫外吸收光譜(日立製作所製U-1500)根據出現於260~280nm區域內之吸收峰值製成標準線。
然後，將銅箔切成3dm2之大小，並放入60ml之10%硫酸中實施超音波清洗10分鐘，然後取出銅箔，利用剩餘之液體測定紫外吸收光譜，根據於260~280nm之波長區域中觀測到之吸收峰值，測定單位面積之苯並三唑附著量。
另外，用於標準線之製作以及自銅箔抽取苯並三唑時之藥品並不限定為10%硫酸，亦可為任何酸或鹼。
〔表面電阻之測定〕
使用三菱化學Analytech製MCP-T610，利用4探針法(依據JIS K 7194：1994)，測定銅箔之表面電阻。
〔電阻焊試驗〕
作為前處理，於真空乾燥機(YAMATO科學(雅馬拓科學/大和科學)製ADP200)中以140℃之溫度、100Pa之壓力將銅箔減壓乾燥1小時。使用日本Avionics製NRW-200A作為焊接機，施加峰值為2400A、通電時間為4.9ms之脈衝電流以及33N之壓力，如圖2所示將20片厚度為10μm之銅箔焊接於厚度為200μm之接合銅板上。
按照上述條件進行焊接後，以20倍之倍率利用光學顯微鏡觀察與上側電極接觸之最表層銅箔之焊接部分，確認未發生龜裂，將焊接後銅箔從最表層之銅箔開始依次逐片進行剝離。自底層數15片以上之銅箔在焊接部分破裂而發生剝離時評為◎，10~14片銅箔破裂而發生剝離時評為○，1~9片銅 箔破裂而發生剝離時評為△，銅箔完全不破裂，最底層之銅箔發生剝離時評為×。
〔抗氧化性之評價〕
將銅箔切成100mm×100mm之大小，於真空乾燥機(YAMATO科學製ADP200)中以140℃之溫度、100Pa之壓力減壓乾燥1小時。然後，從真空乾燥機中取出樣本，通過陰極還原法測定氧化膜厚。試驗後之銅箔表面之酸化膜厚0~低於30Å者評為◎，30~低於50Å者評為○，50~低於100Å者評為△，100Å以上者評為×。
實施例1~12之附著量、表面電阻皆適當，減壓乾燥後之氧化膜厚抑制至小於50Å。因此，能夠利用焊接時之熱量容易地去除防銹皮膜及氧化皮膜，並使適當之焦耳熱傳遞至銅箔內部，因此焊接狀態良好。
本實施例中雖然單獨塗佈了三唑類防銹劑，但通過使用親水化滾筒薄薄地塗佈，使得三唑類防銹劑與溶劑之親和性充分，於塗佈後之乾燥過程或非水溶劑二次電池製造之乾燥過程中，部分三唑類防銹劑成分未成為粉狀物露出至銅箔表面，還滿足了所製造之非水二次電池之電池性能。
相對於實施例，雖然比較例1、2之附著量於適當範圍內，但其未使用親水化滾筒，因此接觸電阻過大，焊接時皮膜部分之焦耳熱過大，皮膜消耗了焊接所需之能量，未滿足焊接性。
雖然比較例3、4之接觸電阻於適當範圍內，但其處理濃度較低，小於50ppm，因而附著量不足，表面容易氧化，為除去氧化膜過度消耗了焊接電流，焦耳熱未充分傳遞至銅箔 內部，因此未滿足焊接性。
雖然比較例5、6之接觸電阻於適當範圍內，但其處理濃度超過700ppm，因此附著量過剩，產生了有機防銹成分之粉狀物，格外消耗了除去皮膜所需之能量，未滿足焊接性。
雖然比較例7、8之附著量於適當範圍內，並使用有親水化滾筒，但其處理液溫度超過55℃，有機皮膜之密度增大，膜厚小於通常情況。其結果為，雖然能夠顯著抑制氧化膜之發生，但防銹皮膜之厚度亦過小，因此表面電阻過小，銅箔內部之焦耳熱過大，焊接部發生熔融致使箔上開孔，未正確焊接。
比較例10~14除了鉻酸鹽皮膜之熔點高之外，其表面電阻還超過了40mΩ，無論是否使用親水化滾筒，均為去除鉻酸鹽皮膜而消耗了焊接所需之能量，因此焦耳熱未充分傳遞至銅箔內部，未滿足焊接性。
比較例15未形成防銹皮膜，因此表面被氧化，為去除氧化膜而過度消耗了焊接電流，焦耳熱未充分傳遞至銅箔內部，焊接性較差。
由於實施例1~12之電阻焊接性優異，因此其電子元件等之組裝變得容易，此外，即使將該銅箔用作Li電池等非水溶液二次電池用之集電體，亦獲得了優異之效果。
如上所述，本發明可提供一種利用電阻焊將銅箔與銅箔或銅箔與其他金屬之間進行焊接時焊接性優異之表面處理銅箔。
此外，本發明之電阻焊優異之銅箔之表面處理方 法可容易地製造利用電阻焊將銅箔與銅箔或銅箔與其他金屬之間進行焊接時焊接性優異之表面處理銅箔。
11‧‧‧銅箔
12‧‧‧親水化滾筒

Claims (4)

  1. 一種表面處理銅箔，其於銅箔之至少單面上形成有表面處理皮膜，上述表面處理皮膜由附著量為0.15~0.75μg/cm2之三唑類化合物或/及其錯合化合物形成，基於JIS K 7194：1994測定之表面電阻值為2.5~40mΩ。
  2. 一種表面處理銅箔，其於銅箔之至少單面上形成有表面處理皮膜，上述表面處理皮膜由附著量為0.15~0.51μg/cm2之三唑類化合物或/及其錯合化合物形成，基於JIS K 7194：1994測定之表面電阻值為2.5~20mΩ。
  3. 一種表面處理銅箔，其於銅箔之至少單面上形成有表面處理皮膜，上述表面處理皮膜由附著量為0.15~0.75μg/cm2之三唑類化合物或/及其錯合化合物形成，基於JIS K 7194：1994測定之表面電阻值為2.5~8mΩ。
  4. 如申請專利範圍第1至3項中任一項所述之表面處理銅箔，其上述表面處理皮膜係利用親水化滾筒於電解析出之銅箔或軋製製成之銅箔之表面上塗佈三唑類化合物或/及其錯合化合物而成之皮膜。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2717041B2 (ja) * 1992-04-20 1998-02-18 日鉱金属株式会社 銅および銅合金の表面処理方法
JP2796214B2 (ja) * 1992-04-28 1998-09-10 日鉱金属株式会社 銅および銅合金の変色防止処理方法
JPH0688258A (ja) * 1992-09-07 1994-03-29 Kobe Steel Ltd 銅又は銅合金材の２段防錆処理方法
JPH06279463A (ja) * 1993-03-29 1994-10-04 Japan Energy Corp 新規ベンゾトリアゾールシラン化合物及びその製造方法並びにそれを用いる金属表面処理剤
JP3202827B2 (ja) * 1993-03-29 2001-08-27 株式会社ジャパンエナジー 新規アゾール系シラン化合物及びその製造方法並びにそれを用いる金属表面処理剤
JPH06279464A (ja) * 1993-03-30 1994-10-04 Japan Energy Corp 新規アゾール系シラン化合物及びその製造方法並びにそれを用いる金属表面処理剤
JPH07309846A (ja) * 1994-05-20 1995-11-28 Japan Energy Corp 新規ベンゾトリアゾールフッ素シラン誘導体及びその製造方法並びにそれを用いる表面処理剤
JPH08125330A (ja) * 1994-08-30 1996-05-17 Mitsui Mining & Smelting Co Ltd プリント配線板用銅箔
JPH11106785A (ja) * 1997-10-02 1999-04-20 Fuji Photo Film Co Ltd 平版印刷機給水ローラー用洗浄剤
JP2003301286A (ja) * 2002-04-11 2003-10-24 Hitachi Cable Ltd 銅材の圧延加工方法
AU2003234992A1 (en) * 2002-05-01 2003-11-17 Otsuka Chemical Co., Ltd. Rust preventives and method of rust prevention with the same
JP4675649B2 (ja) * 2005-03-07 2011-04-27 新日鐵化学株式会社 トリアジン誘導体及びその製造方法並びに金属表面処理剤
JP4242915B2 (ja) * 2007-06-14 2009-03-25 メック株式会社 銅表面処理剤及び表面処理方法
EP2518184A1 (en) * 2009-12-25 2012-10-31 Furukawa Electric Co., Ltd. Copper foil and method for producing copper foil
US8382270B2 (en) * 2010-06-14 2013-02-26 Xerox Corporation Contact leveling using low surface tension aqueous solutions
JP5512585B2 (ja) * 2011-03-30 2014-06-04 Ｊｘ日鉱日石金属株式会社 銅箔及びそれを用いたリチウムイオン二次電池用負極集電体及び負極材、ならびにリチウムイオン二次電池

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