一種表面具有多孔結(jié)構(gòu)的處理銅箔及其制備方法
【專(zhuān)利摘要】一種表面具有多孔結(jié)構(gòu)的處理銅箔及其制備方法，屬于銅箔材料領(lǐng)域。其特征是，表面具有多孔結(jié)構(gòu)的處理銅箔是防氧化鈍化層的表面層為多孔層，在其表面還可以浸噴有機(jī)化層；采用化學(xué)腐蝕式或電化學(xué)方式，對(duì)傳統(tǒng)表面處理銅箔的防氧化鈍化層的表面層進(jìn)行去合金化處理，獲得表面具有多孔層的處理銅箔，并可以水洗后，在多孔層表面進(jìn)行有機(jī)化層處理。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是，表面處理銅箔的防氧化鈍化層的表面層為多孔結(jié)構(gòu)，極大地提高了其比表面積，有利于增加與樹(shù)脂基板之間的結(jié)合強(qiáng)度，加快表面處理銅箔的應(yīng)用；采用去合金化方法在表面處理銅箔的防氧化鈍化層的表面層制備含多孔結(jié)構(gòu)的多孔層，設(shè)備簡(jiǎn)單、流程短、效率高、節(jié)能降耗、低成本、綠色環(huán)保。
【專(zhuān)利說(shuō)明】一種表面具有多孔結(jié)構(gòu)的處理銅箔及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及銅箔材料領(lǐng)域，特別是提供了一種表面具有多孔結(jié)構(gòu)的處理銅箔及其制備方法。
技術(shù)背景
[0002]銅箔(包括壓延銅箔和電解銅箔)是制造印刷線(xiàn)路板(PrintedCircuitBoard，PCB)的核心基礎(chǔ)材料之一。隨著電子信息產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，銅箔的使用量越來(lái)越大，對(duì)高性能銅箔的需求與日俱增。在實(shí)際應(yīng)用中，一般是將銅箔與樹(shù)脂基板在高溫加壓條件下壓合成覆銅板。為了保證銅箔與樹(shù)脂基板之間有足夠的結(jié)合強(qiáng)度，在生產(chǎn)印刷線(xiàn)路板時(shí)通常使用的都是表面具有粗化層的處理銅箔。
[0003]傳統(tǒng)的銅箔表面粗化層處理包括粗化和固化兩個(gè)過(guò)程[金榮濤.電解銅箔生產(chǎn)[M],長(zhǎng)沙:中南大學(xué)出版社，2010.12]。銅箔表面粗化層處理時(shí)先在經(jīng)過(guò)脫脂、酸洗等預(yù)處理后的銅箔表面電鍍一層由粗大瘤狀銅顆粒構(gòu)成的粗化銅層，使銅箔表面產(chǎn)生較大的粗糙度；由于所獲得的粗化銅層中銅顆粒較粗大，與銅箔表面的結(jié)合力較低，因此往往還需要在粗化銅層上再電鍍一層由尺寸細(xì)小的銅顆粒構(gòu)成的固化銅層，填充粗化銅層中粗大銅顆粒之間的空隙，對(duì)其起到封閉固定的作用；根據(jù)銅箔使用要求的不同，有時(shí)生產(chǎn)中要反復(fù)進(jìn)行兩次或多次粗化一固化一粗化一固化的循環(huán)過(guò)程。在此基礎(chǔ)上，通常會(huì)接著在固化銅層表面電鍍一層阻擋層，防止銅箔與樹(shù)脂基板層壓時(shí)銅元素向樹(shù)脂基板擴(kuò)散；然后在阻擋層表面電鍍一層鈍化層，起到防氧化和耐腐蝕的作用[Chiu-YenChiu, Jung-ChouOung,Jin-Yaw Liu.Surfacetreatmentforawroughtcopperfoilforuseonaflexibleprintedcircuit board (FPCB).USPatent,US2004/0108211Al, 2004-06-10]。但是，經(jīng)過(guò)傳統(tǒng)表面粗化層處理后的銅箔所獲得的比表面積偏小，難以滿(mǎn)足與樹(shù)脂基板之間高結(jié)合強(qiáng)度的使用需求。
[0004]多孔金屬材料是近十幾年內(nèi)發(fā)展起來(lái)的新材料，在金屬內(nèi)部彌散分布著大量有方向性或隨機(jī)的孔洞，這些孔洞的直徑約在幾個(gè)納米至幾個(gè)毫米之間。多孔金屬材料具有許多普通金屬材料所無(wú)法具備的特性，例如具有很大的比表面積。由于多孔金屬材料具有結(jié)構(gòu)材料和功能材料的特點(diǎn)，因此被廣泛應(yīng)用于航空航天、交通運(yùn)輸、建筑工程、機(jī)械工程、電化學(xué)工程、環(huán)境保護(hù)工程等領(lǐng)域。但是，目前尚未見(jiàn)到有關(guān)利用多孔金屬材料的多孔結(jié)構(gòu)特點(diǎn)來(lái)提高金屬與樹(shù)脂之間結(jié)合強(qiáng)度的公開(kāi)報(bào)道。
[0005]去合金化(即選擇性腐蝕)是指合金組元間的電極電位相差較大，合金中的電化學(xué)性質(zhì)較活潑的元素在電解質(zhì)的作用下選擇性溶解進(jìn)入電解液而留下較穩(wěn)定元素的腐蝕過(guò)程。去合金化方法具有操作條件易于控制、制備過(guò)程簡(jiǎn)單、成本低且易于實(shí)現(xiàn)工業(yè)化等優(yōu)點(diǎn)。近年來(lái)，去合金化方法成為了制備納米級(jí)、亞微米級(jí)或微米級(jí)多孔金屬材料的一種先進(jìn)技術(shù)。去合金化方法制備的多孔金屬材料具有比表面積高、密度低以及特殊的物理、化學(xué)和力學(xué)性能，開(kāi)拓了多孔金屬材料新的應(yīng)用領(lǐng)域，成為國(guó)內(nèi)外研究熱點(diǎn)和發(fā)展方向。
[0006]因此，如果能將多孔金屬材料的概念引入表面處理銅箔，采用去合金化方法在銅箔表面制備納米級(jí)、亞微米級(jí)或微米級(jí)多孔結(jié)構(gòu)，開(kāi)發(fā)出銅箔表面去合金化制備多孔結(jié)構(gòu)的方法，研制一種表面具有多孔結(jié)構(gòu)的處理銅箔，必將增大處理銅箔的比表面積，極大地提高其與樹(shù)脂基板的結(jié)合強(qiáng)度，具有十分重要的意義。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明將多孔金屬材料的多孔結(jié)構(gòu)引入表面處理銅箔，采用去合金化方法對(duì)傳統(tǒng)表面處理銅箔進(jìn)行進(jìn)一步的表面處理，在表面處理銅箔的防氧化鈍化層的表面層制備具有納米級(jí)、亞微米級(jí)或微米級(jí)多孔結(jié)構(gòu)的多孔層，增大銅箔的比表面積，有利于提高后續(xù)層壓時(shí)表面處理銅箔與樹(shù)脂基板的結(jié)合強(qiáng)度。在此基礎(chǔ)上研制一種表面具有多孔結(jié)構(gòu)的處理銅箔，開(kāi)發(fā)一種表面具有多孔結(jié)構(gòu)處理銅箔的制備方法，解決目前表面處理銅箔的比表面積偏小、與樹(shù)脂基板之間的結(jié)合強(qiáng)度較低、產(chǎn)品的質(zhì)量和性能難以滿(mǎn)足更高使用要求等問(wèn)題。
[0008]一種表面具有多孔結(jié)構(gòu)的處理銅箔，其特征在于，在表面處理銅箔的防氧化鈍化層的表面層是具有納米級(jí)、亞微米級(jí)或微米級(jí)多孔結(jié)構(gòu)的多孔層。
[0009]如上所述表面具有多孔結(jié)構(gòu)的處理銅箔具有位于多孔層表面上的有機(jī)化層，所述有機(jī)化層是硅烷偶聯(lián)劑層。
[0010]一種表面具有多孔結(jié)構(gòu)處理銅箔的制備方法，其特征在于，對(duì)表面處理銅箔的防氧化鈍化層的表面層進(jìn)行去合金化處理。采用常規(guī)化學(xué)腐蝕方式或電化學(xué)方式，在酸性、堿性或中性的化學(xué)試劑溶液中進(jìn)行，在防氧化鈍化層表面與化學(xué)試劑溶液表面所成角度O?180°、溫度10?50°C的條件下去合金化處理60?3600s，在表面處理銅箔的防氧化鈍化層的表面層制備具有納米級(jí)、亞微米級(jí)或微米級(jí)多孔結(jié)構(gòu)的多孔層，獲得表面具有多孔結(jié)構(gòu)的處理銅箔。
[0011]所述的表面具有多孔結(jié)構(gòu)處理銅箔的制備方法，其特征在于，對(duì)表面具有多孔結(jié)構(gòu)的處理銅箔進(jìn)行水洗后，在處理銅箔的多孔層表面進(jìn)行有機(jī)化層處理。所述的有機(jī)化層處理是將硅烷偶聯(lián)劑配成0.5?1%濃度的稀溶液，在處理銅箔的多孔層表面進(jìn)行浸噴。所述水洗采用的水是去離子水或電滲析純水。
[0012]本發(fā)明的主要優(yōu)點(diǎn)在于:
[0013]1、將多孔金屬材料的多孔結(jié)構(gòu)引入表面處理銅箔，研制了表面具有多孔結(jié)構(gòu)的處理銅箔，極大地增大了表面處理銅箔的比表面積，有利于增加與樹(shù)脂基板之間的結(jié)合強(qiáng)度，提高了表面處理銅箔的質(zhì)量和性能，能夠滿(mǎn)足更高使用要求，有助于擴(kuò)大表面處理銅箔的應(yīng)用領(lǐng)域和范圍。
[0014]2、采用去合金化方法在傳統(tǒng)表面處理銅箔的防氧化鈍化層的表面層制備了具有納米級(jí)、亞微米級(jí)或微米級(jí)多孔結(jié)構(gòu)的多孔層，開(kāi)發(fā)了表面具有多孔結(jié)構(gòu)處理銅箔的去合金化制備方法，具有設(shè)備簡(jiǎn)單、流程短、效率高、節(jié)能降耗、低成本、綠色環(huán)保，多孔結(jié)構(gòu)可控且均勻，操作條件易于控制、容易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化工業(yè)生產(chǎn)等優(yōu)點(diǎn)。
【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0015]圖1為表面具有多孔結(jié)構(gòu)的處理銅箔的表面形貌圖。
【具體實(shí)施方式】
[0016]以下結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行具體描述，有必要在此指出的是本實(shí)施例只用于對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步說(shuō)明，不能理解為對(duì)本發(fā)明保護(hù)范圍的限制，該領(lǐng)域的熟練技術(shù)人員可以根據(jù)上述本發(fā)明的內(nèi)容做出一些非本質(zhì)的改進(jìn)和調(diào)整。
[0017]實(shí)施例1:
[0018]采用常規(guī)化學(xué)腐蝕方式，對(duì)以錫-鋅合金層為防氧化鈍化層的表面處理銅箔進(jìn)行表面去合金化處理。將98%濃硫酸稀釋至lg/Ι，配制硫酸溶液，在錫-鋅合金防氧化鈍化層表面與硫酸溶液表面所成角度0°、溫度40°C的條件下，對(duì)錫-鋅合金防氧化鈍化層的表面層進(jìn)行去合金化處理600s，在其表面層制備具有亞微米級(jí)多孔結(jié)構(gòu)的多孔層，獲得表面具有亞微米級(jí)多孔結(jié)構(gòu)的處理銅箔。然后用去離子水洗。在此基礎(chǔ)上，將KH-550硅烷偶聯(lián)劑配成1%濃度的稀溶液，在處理銅箔的多孔層表面上浸噴一薄層硅烷偶聯(lián)劑層，制備得到表面具有亞微米級(jí)多孔結(jié)構(gòu)和硅烷偶聯(lián)劑層的處理銅箔。
[0019]實(shí)施例2:
[0020]采用常規(guī)化學(xué)腐蝕方式，對(duì)以錫-鋅合金層為防氧化鈍化層的表面處理銅箔進(jìn)行表面去合金化處理。將98%濃硫酸稀釋至3g/l，配制硫酸溶液，在錫-鋅合金防氧化鈍化層表面與硫酸溶液表面所成角度180°、溫度30°C的條件下，對(duì)錫-鋅合金防氧化鈍化層的表面層進(jìn)行去合金化處理800s，在其表面層制備具有亞微米級(jí)多孔結(jié)構(gòu)的多孔層，獲得表面具有亞微米級(jí)多孔結(jié)構(gòu)的處理銅箔。然后用去離子水洗。在此基礎(chǔ)上，將KH-550硅烷偶聯(lián)劑配成0.5%濃度的稀溶液，在處理銅箔的多孔層表面上浸噴一薄層硅烷偶聯(lián)劑層，制備得到表面具有亞微米級(jí)多孔結(jié)構(gòu)和硅烷偶聯(lián)劑層的處理銅箔。
[0021]實(shí)施例3:
[0022]采用常規(guī)化學(xué)腐蝕方式，對(duì)以錫-鋅合金層為防氧化鈍化層的表面處理銅箔進(jìn)行表面去合金化處理。將98%濃硫酸稀釋至5g/l，配制硫酸溶液，在錫-鋅合金防氧化鈍化層表面與硫酸溶液表面所成角度90°、溫度20°C的條件下，對(duì)錫-鋅合金防氧化鈍化層的表面層進(jìn)行去合金化處理1200s，在其表面層制備具有亞微米級(jí)多孔結(jié)構(gòu)的多孔層，獲得表面具有亞微米級(jí)多孔結(jié)構(gòu)的處理銅箔。
[0023]實(shí)施例4:
[0024]采用電化學(xué)方式，對(duì)以錫-鋅合金層為防氧化鈍化層的表面處理銅箔進(jìn)行表面去合金化處理。采用恒電勢(shì)法，以鉬片為輔助電極、飽和甘汞為參比電極，表面處理銅箔為工作電極，使用0.9wt.%NaCl電解質(zhì)溶液，在錫-鋅合金防氧化鈍化層表面與NaCl電解質(zhì)溶液表面所成角度90°、試驗(yàn)電位-0.4v、溫度20°C的條件下，對(duì)錫-鋅合金防氧化鈍化層的表面層進(jìn)行去合金化處理3600s，在其表面層制備具有亞微米級(jí)多孔結(jié)構(gòu)的多孔層，獲得表面具有亞微米級(jí)多孔結(jié)構(gòu)的處理銅箔。然后用去離子水洗。在此基礎(chǔ)上，將KH-550硅烷偶聯(lián)劑配成1%濃度的稀溶液，在處理銅箔的多孔層表面上浸噴一薄層硅烷偶聯(lián)劑層，制備得到表面具有亞微米級(jí)多孔結(jié)構(gòu)和硅烷偶聯(lián)劑層的處理銅箔。
[0025]實(shí)施例5:
[0026]采用電化學(xué)方式，對(duì)以錫-鋅合金層為防氧化鈍化層的表面處理銅箔進(jìn)行表面去合金化處理。采用恒電勢(shì)法，以鉬片為輔助電極、飽和甘汞為參比電極，表面處理銅箔為工作電極，使用3.5wt.%NaCl電解質(zhì)溶液，在錫-鋅合金防氧化鈍化層表面與NaCl電解質(zhì)溶液表面所成角度180°、試驗(yàn)電位-0.6v、溫度20°C的條件下，對(duì)錫-鋅合金防氧化鈍化層的表面層進(jìn)行去合金化處理1200s，在其表面層制備具有亞微米級(jí)多孔結(jié)構(gòu)的多孔層，獲得表面具有亞微米級(jí)多孔結(jié)構(gòu)的處理銅箔。然后用去離子水洗。在此基礎(chǔ)上，將KH-550硅烷偶聯(lián)劑配成0.6%濃度的稀溶液，在處理銅箔的多孔層表面上浸噴一薄層硅烷偶聯(lián)劑層，制備得到表面具有亞微米級(jí)多孔結(jié)構(gòu)和硅烷偶聯(lián)劑層的處理銅箔。
[0027]實(shí)施例6:
[0028]采用電化學(xué)方式，對(duì)以錫-鋅合金層為防氧化鈍化層的表面處理銅箔進(jìn)行表面去合金化處理。采用恒電勢(shì)法，以鉬片為輔助電極、飽和甘汞為參比電極，表面處理銅箔為工作電極，使用5.0wt.%NaCl電解質(zhì)溶液，在錫-鋅合金防氧化鈍化層表面與NaCl電解質(zhì)溶液表面所成角度0°、試驗(yàn)電位-0.8v、溫度30°C的條件下，對(duì)錫-鋅合金防氧化鈍化層的表面層進(jìn)行去合金化處理1800s，在其表面層制備具有亞微米級(jí)多孔結(jié)構(gòu)的多孔層，獲得表面具有亞微米級(jí)多孔結(jié)構(gòu)的處理銅箔。
[0029]實(shí)施例7:
[0030]采用電化學(xué)方式，對(duì)以錫-鋅合金層為防氧化鈍化層的表面處理銅箔進(jìn)行表面去合金化處理。采用恒電勢(shì)法，以鉬片為輔助電極、飽和甘汞為參比電極，表面處理銅箔為工作電極，使用5.0wt.%NaCl電解質(zhì)溶液，在錫-鋅合金防氧化鈍化層表面與NaCl電解質(zhì)溶液表面所成角度180°、試驗(yàn)電位-0.4v、溫度30°C的條件下，對(duì)錫-鋅合金防氧化鈍化層的表面層進(jìn)行去合金化處理600s，在其表面層制備具有亞微米級(jí)多孔結(jié)構(gòu)的多孔層，獲得表面具有亞微米級(jí)多孔結(jié)構(gòu)的處理銅箔。然后用去離子水洗。在此基礎(chǔ)上，將KH-550硅烷偶聯(lián)劑配成0.9%濃度的稀溶液，在處理銅箔的多孔層表面上浸噴一薄層硅烷偶聯(lián)劑層，制備得到表面具有亞微米級(jí)多孔結(jié)構(gòu)和硅烷偶聯(lián)劑層的處理銅箔。
【權(quán)利要求】
1.一種表面具有多孔結(jié)構(gòu)的處理銅箔，其特征在于，在表面處理銅箔的防氧化鈍化層的表面層是具有納米級(jí)、亞微米級(jí)或微米級(jí)多孔結(jié)構(gòu)的多孔層。
2.如權(quán)利要求1所述一種表面具有多孔結(jié)構(gòu)的處理銅箔，其特征在于，具有位于多孔層表面上的有機(jī)化層，所述有機(jī)化層是硅烷偶聯(lián)劑層。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述一種表面具有多孔結(jié)構(gòu)處理銅箔的制備方法，其特征在于，對(duì)表面處理銅箔的防氧化鈍化層的表面層進(jìn)行去合金化處理。
4.如權(quán)利要求3所述一種表面具有多孔結(jié)構(gòu)處理銅箔的制備方法，其特征在于，所述去合金化處理采用常規(guī)化學(xué)腐蝕方式或電化學(xué)方式，在酸性、堿性或中性的化學(xué)試劑溶液中進(jìn)行，在防氧化鈍化層表面與化學(xué)試劑溶液表面所成角度O?180°、溫度10?50°C的條件下去合金化處理60?3600s。
5.如權(quán)利要求3所述一種表面具有多孔結(jié)構(gòu)處理銅箔的制備方法,其特征在于,對(duì)表面具有多孔結(jié)構(gòu)的處理銅箔進(jìn)行水洗后，在處理銅箔的多孔層表面進(jìn)行有機(jī)化層處理。
6.如權(quán)利要求5所述一種表面具有多孔結(jié)構(gòu)處理銅箔的制備方法，其特征在于，所述水洗采用的水是去離子水或電滲析純水。
7.如權(quán)利要求5所述一種表面具有多孔結(jié)構(gòu)處理銅箔的制備方法，其特征在于，所述的有機(jī)化層處理是將硅烷偶聯(lián)劑配成0.5?1%濃度的稀溶液，在處理銅箔的多孔層表面進(jìn)行浸噴。
【文檔編號(hào)】B32B15/20GK103481583SQ201310467146
【公開(kāi)日】2014年1月1日 申請(qǐng)日期:2013年10月9日 優(yōu)先權(quán)日:2013年10月9日
【發(fā)明者】劉雪峰, 王文靜, 謝建新 申請(qǐng)人:北京科技大學(xué)