一種超低輪廓銅箔的表面處理工藝的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于電解銅箔生產(chǎn)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種超低輪廓電解銅箔表面處理工 藝。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著電子產(chǎn)品的日趨小型化，印刷線路板（PCB)也向著以高密度互連技術(shù)為主體 的"密、薄、平"方向發(fā)展，使得柔性電路板（FPC)的市場(chǎng)占有率越來(lái)越高，銅箔作為印刷線 路板PCB重要基礎(chǔ)材料也隨之向著薄型化、低輪廓方向發(fā)展。目前市場(chǎng)制造銅箔的方法主 要是電解法和壓延法，電解銅箔生產(chǎn)工序主要有三大過(guò)程：生箔電解、表面處理和產(chǎn)品分 切。
[0003] FPC用電解銅箔具有低輪廓（表面低粗糙度）、高延伸率、高抗拉強(qiáng)度和較高的抗 剝離強(qiáng)度。銅箔的表面粗糙度越低，制成FPC的機(jī)械厚度會(huì)降低，耐彎曲（MIT)性能就會(huì)顯 著提高。較高的延伸率，會(huì)有效解決FPC彎曲時(shí)的銅裂問(wèn)題。高抗拉強(qiáng)度則能改善銅箔疲 勞性能。較高的抗剝離強(qiáng)度保證銅箔與基板間的粘結(jié)力。
[0004] 目前應(yīng)用于FPC的低輪廓（LP)電解銅箔的抗拉強(qiáng)度和延伸率比較高，但表面粗糙 度不足夠低的缺點(diǎn)，使得FPC產(chǎn)品中膠厚增加，導(dǎo)致了 MIT性能急劇下降，并且粗糙度過(guò)高 會(huì)使FPC板存在絕緣性安全問(wèn)題；而過(guò)低粗糙度銅箔使得粘結(jié)力不夠容易造成銅箔脫離基 板。
[0005] 銅箔的抗剝離強(qiáng)度主要是與箔表面的表面積有關(guān)，銅箔表面積越大其與PCB或 FPC基板的粘結(jié)力越大，銅箔的抗剝離強(qiáng)度就越大。但銅箔經(jīng)過(guò)傳統(tǒng)表面處理粗化處理后其 表面會(huì)附著一層樹枝枝狀結(jié)晶，該種結(jié)晶形態(tài)下要達(dá)到要求的抗剝離強(qiáng)度就會(huì)使得銅箔處 理面的粗糙度變大從而達(dá)不到FPC用銅箔的粗糙度要求。
[0006] 現(xiàn)有技術(shù)中解決銅箔低粗糙度與抗剝離強(qiáng)度的矛盾時(shí)，主要是從改變銅箔表面的 結(jié)晶形態(tài)入手，使得銅箔在低粗糙度情況下銅箔處理表面具有高度展開的比表面積。要實(shí) 現(xiàn)這種目的一般的做法是：在粗化電解液中加入混合添加劑以得到銅箔表面結(jié)晶微細(xì)的 效果從而實(shí)現(xiàn)電解銅箔低輪廓高抗剝離強(qiáng)度的效果，該種方法盡管能一定程度降低了銅箔 的表面粗糙度達(dá)到微晶效果，但得到銅箔的粗糙度還不能完全滿足某些特殊FPC用銅箔的 技術(shù)要求；還有就是通過(guò)含有鹽酸及硫酸銅的微蝕液對(duì)銅箔毛面進(jìn)行純化學(xué)腐蝕，得到低 輪廓銅箔并保證了銅箔的抗剝離強(qiáng)度要求，該種技術(shù)能較好的解決低輪廓銅箔的抗剝離強(qiáng) 度問(wèn)題，但是因鹽酸具有較強(qiáng)的揮發(fā)性在生產(chǎn)過(guò)程中會(huì)對(duì)工作人員及環(huán)境產(chǎn)生不利的影響 并且不利于管控，因其腐蝕時(shí)間較長(zhǎng)，在一定處理速度下使得表面處理線較長(zhǎng)，提高生產(chǎn)成 本。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 本發(fā)明提出一種超低輪廓電解銅箔表面處理工藝，用于解決上述問(wèn)題，經(jīng)該工藝 生產(chǎn)出的銅箔表面粗糙度低、比表面積大，滿足FPC對(duì)銅箔的低粗糙度和高剝離強(qiáng)度性的 要求。
[0008] 本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的：
[0009] -種超低輪廓電解銅箔表面處理工藝，工藝流程為：
[0010] 首先，對(duì)低輪廓銅箔基材進(jìn)行酸洗除去銅箔生箔表面氧化物；
[0011] 其次，將處理后的銅箔生箔作為陽(yáng)極，不溶性電極作為陰極或銅板作為陰極，硫酸 作為電解液，在外加電流的作用下，陽(yáng)極銅箔生箔表面發(fā)生電化學(xué)腐蝕；
[0012] 再次，對(duì)銅箔處理面做阻擋層處理；
[0013] 然后，對(duì)銅箔表面做抗氧化處理；
[0014] 最后，對(duì)銅箔處理面做有機(jī)化處理后烘干得到成品箔。
[0015] 優(yōu)選的，所述阻擋層處理是在銅箔處里面鍍一層鋅一鎳合金；所述氧化處理是在 銅箔表面鍍一層鉻；所述有機(jī)化處理是在銅箔表面涂噴一層硅烷偶聯(lián)劑。
[0016] 優(yōu)選的，電解液硫酸的質(zhì)量濃度百分比為15%~35%，電解電流密度為5~25A/ dm 2,電解時(shí)間2~8s。
[0017] 進(jìn)一步的，工藝步驟如下，
[0018] 1)酸洗：將工藝純濃硫酸稀釋成質(zhì)量濃度百分比為8 %~12 %的稀硫酸溶液，泵 入酸洗槽內(nèi)，再將銅箔基材放入酸洗槽內(nèi)浸泡3s~5s;
[0019] 2)電蝕：將工藝純濃硫酸稀釋成質(zhì)量濃度百分比為15%~25%的稀硫酸溶液，泵 入電解槽中，以步驟1)處理后得到的銅箔做陽(yáng)極，銅板作為陰極，在常溫下進(jìn)行電解腐蝕， 電解電流密度為5~25A/dm 2,電解時(shí)間2~6s;
[0020] 3)阻擋層處理：將硫酸鋅、硫酸鎳和焦硫酸鉀分別用水溶解后混合，混合均勻后 用硫酸或氫氧化鉀調(diào)節(jié)PH，混合后的混合液泵入渡槽中，以步驟2)處理后得到的銅箔做陰 極，進(jìn)行電鍍處理，混合液中Zn 2+濃度為0? 5~2g/l、Ni 2+濃度為0? 5~3g/l、K4P207濃度 為45~55g/l，混合液的PH值為9~9. 5、溫度25~35°C、電流密度為5~15A/dm2,電鍍 時(shí)間為2~6S;
[0021] 4)防氧化處理：將鉻酐、焦磷酸鉀分別用水溶解后混合，混合均勻后用硫酸或氫 氧化鉀調(diào)節(jié)PH值，混合后的混合液泵入鍍槽中，以步驟3)處理后得到的銅箔做陰極進(jìn)行電 鍍處理，混合液中Cr0 3濃度1~5g/l、K 4P207濃度15~25g/l，混合液的PH值為9~9. 5、 溫度25~35°C、電流密度4~8A/dm2、電鍍時(shí)間為1~5S;
[0022] 5)有機(jī)化處理：將硅烷偶聯(lián)劑加入水中，混合均勻后噴涂于步驟4)處理后得到的 銅箔表面，硅烷偶聯(lián)劑是Y-(2,3-環(huán)氧丙氧）丙基三甲氧基硅烷（KBM-403)，KBM-403溶液 的濃度為1~6g/l、KBM-403溶液的PH值為6~8、溫度常溫、處理時(shí)間1~3S;
[0023]6)烘干：將步驟5)得到的銅箔進(jìn)行烘干溫度為150~250°C，烘干時(shí)間為3~6S， 即得到成品箔。
[0024] 有益效果：
[0025] 1)本發(fā)明中銅箔經(jīng)過(guò)電解腐蝕，在其表面結(jié)晶電蝕出許多微小的蝕坑，這種蝕坑 對(duì)銅箔粗糙度的影響極小，同時(shí)銅箔處理面的比面積顯著增加，經(jīng)過(guò)本發(fā)明工藝處理的銅 箔具有優(yōu)異的耐熱耐腐蝕性能，并具有良好的抗常溫、高溫氧化性能，具有超低低輪廓和較 高剝離強(qiáng)度，特別適用于FPC的生產(chǎn)。
[0026]2)經(jīng)本發(fā)明工藝處理的的銅箔不含有對(duì)人體有害的砷、銻、鉛、汞、鎘等對(duì)人體有 害的元素，符合現(xiàn)今健康環(huán)保理念。
[0027] 3)本發(fā)明陽(yáng)極腐蝕僅需一個(gè)電解槽較之原有粗化處理節(jié)省較多設(shè)備，降低了生產(chǎn) 成本；并且硫酸是穩(wěn)定酸，便于管控。
【附圖說(shuō)明】
[0028] 為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn) 有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本 發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以 根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0029] 圖1為本發(fā)明的工藝流程示意圖。
[0030] 圖2為本發(fā)明中銅箔電蝕后毛面2000倍SEM圖。
[0031] 圖3為本發(fā)明中銅箔電蝕后光面2000倍SEM圖。
【具體實(shí)施方式】
[0032] 下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完 整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。基于 本發(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他 實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0033] 參見圖1所示，一種超低輪廓電解銅箔表面處理工藝，工藝步驟如下，
[0034] 一種超低輪廓電解銅箔表面處理工藝，工藝流程為：
[0035] 首先，對(duì)低輪廓銅箔基材進(jìn)行酸洗除去銅箔生箔表面氧化物；
[0036] 其次，將處理后的銅箔生箔作為陽(yáng)極，不溶性電極作為陰極或銅板作為陰極，硫酸 作為電解液，在外加電流的作用下，陽(yáng)極銅箔生箔表面發(fā)生電化學(xué)腐蝕；
[0037] 再次，對(duì)銅箔處理面做阻擋層處理；
[0038] 然后，對(duì)銅箔表面做抗氧化處理；
[0039] 最后，對(duì)銅箔處理面做有機(jī)化處理后烘干得到成品箔。
[0040] 優(yōu)選的，所述阻擋層處理是在銅箔處里面鍍一層鋅一鎳合金；所述氧化處理是在 銅箔表面鍍一層鉻；所述有機(jī)化處理是在銅箔表面涂噴一層硅烷偶聯(lián)劑。
[0041] 優(yōu)選的，電解液硫酸的質(zhì)量濃度百分比為15%~35%，電解電流密度為5~25A/ dm 2,電解時(shí)間2~8s。
[0042] 進(jìn)一步的，工藝步驟如下，
[0043] 1)酸洗：將工藝純濃硫酸稀釋成質(zhì)量濃度百分比為8 %~12 %的稀硫酸溶液，泵 入酸洗槽內(nèi)，再將銅箔基材放入酸洗槽內(nèi)浸泡3s~5s;
[0044] 2)電蝕：將工藝純濃硫酸稀釋成質(zhì)量濃度百分比為15%~25%的稀硫酸溶液，泵 入電解槽中，以步驟1)處理后得到的銅箔做陽(yáng)極，銅板作為陰極，在常溫下進(jìn)行電解腐蝕， 電解電流密度為5~25A/dm 2,電解時(shí)間2~6s;
[0045] 3)阻擋層處理：將硫酸鋅、硫酸鎳和焦硫酸鉀分別用水溶解后混合，混合均勻后 用硫酸或氫氧化鉀調(diào)節(jié)PH，混合后的混合液泵入渡槽中，以步驟2)處理后得到的銅箔做陰 極，進(jìn)行電鍍處理，混合液中Zn 2+濃度為0? 5~2g/l、Ni 2+濃度為0? 5~3g/l、K4P207濃度 為45~55g/l，混合液的PH值為9~9. 5、溫度25~35°C、電流密度為5~15A/dm2,電鍍 時(shí)間為2~6S;
[0046] 4)防氧化處理：將鉻酐、焦磷酸鉀分別用水溶解后混合，混合均勻后用硫酸或氫 氧化鉀調(diào)節(jié)PH值，混合后的混合液泵入鍍槽中，以步驟3)處理后得到的銅箔做陰極進(jìn)行電 鍍處理，混合液中Cr0 3濃度1~5g/l、K 4P207濃度15~25g/l，混合液的PH值為9~9. 5、 溫度25~35°C、電流密度4~8A/dm2、電鍍時(shí)間為1~5S;
[0047] 5)有機(jī)化處理：將硅烷偶聯(lián)劑加入水中，混合均勻后噴涂于步驟4)處理后得到的 銅箔表面，硅烷偶聯(lián)劑是Y-(2,3-環(huán)氧丙氧）丙基三甲氧基硅烷（KBM-403)，KBM-403溶液 的濃度為1~6g/l、KBM-403溶液的PH值為6~8、溫度常溫、處理時(shí)間1~3S;
[0048]6)烘干：將步驟5)得到的銅箔進(jìn)行烘干溫度為150~250°C，烘干時(shí)間為3~6S， 即得到成品箔。
[0049] 以下各實(shí)施例和比較例中使用銅箔生箔規(guī)格：12 pm生箔，生箔毛面粗糙度 < 2. 0 u m。
[0050] 實(shí)施例1
[0051] 本實(shí)施例的具體實(shí)施步驟如下所示：
[0052] 1)酸洗：職04質(zhì)量濃度8%、溫度：常溫、處理時(shí)間3S，其目的是除去銅箔表面的 氧化物。
[0053]2)電蝕：H2S0J^量濃度15%、溫度：常溫、電流密度5A/dm2、處理時(shí)間3S，其目的 是通過(guò)電解腐蝕在銅箔表面蝕出許多微小的蝕坑，增加箔面的比表面積。
[0054] 3)阻擋層處理：ZnS040. 5g/l、NiS040. 5g