覆銅板的製備方法
2023-05-27 21:41:46
專利名稱：覆銅板的製備方法
技術領域：
本發明涉及到一種製備方法，尤其涉及一種覆銅板的製備方法。
背景技術：
一般印製板用基板材料可分為兩大類剛性基板材料和柔性基板材料。一般剛性基板材料的重要品種是覆銅板。它是用增強材料(Reinforeing Material),浸以樹脂膠黏劑，通過烘乾、裁剪、疊合成坯料，然後覆上銅箔，用鋼板作為模具，在熱壓機中經高溫高壓成形加工而製備的。一般的多層板用的半固化片，則是覆銅板在製作過程中的半成品(多為玻璃布浸以樹脂，經乾燥加工而成)。覆銅箔板的分類方法有多種。一般按板的增強材料不同，可劃分為紙基、玻璃纖維布基、複合基(CEM系列)、積層多層板基和特殊材料基(陶瓷、金屬芯基等)五大類。若按板所採用的樹脂膠黏劑不同進行分類，常見的紙基 CCI有酚醛樹脂撕(^1逆(^1 一1{1 一2等)、環氧樹脂(FE — 3)、聚酯樹脂等各種類型。 常見的玻璃纖維布基CCL有環氧樹脂(FR— 4、FR— 5)，它是目前最廣泛使用的玻璃纖維布基類型。另外還有其他特殊性樹脂(以玻璃纖維布、聚基醯胺纖維、無紡布等為增加材料) 雙馬來醯亞胺改性三嗪樹脂(BT)、聚醯亞胺樹脂(PI)、二亞苯基醚樹脂(PPO)、馬來酸酐亞胺——苯乙烯樹脂(MS)、聚氰酸酯樹脂、聚烯烴樹脂等。 PCB線路板上的基板材料必須同時具有物理和化學特性，尤其為絕緣性和散熱性，因此特殊材料基板更廣泛的應用於PCB 線路板上。而特殊材料基板又分為金屬類基板、陶瓷類基板、耐熱熱塑性基板和撓性覆銅箔板。其中的金屬類基板為了保證與銅層之間保證絕緣，因此在銅層之間必須要設置有一層絕緣層，這層絕緣層的設置不僅增加了加工工藝難度，更加使得成型的覆銅板的散熱性能大大降低。而陶瓷類基板的成型較難成本較高可撓性較差。現有技術中通過工程塑料與無機填充物的結合，製備出一種散熱係數可大於 2000W/m2K的高分子複合材料，其散熱效果達到了金屬散熱材料的10倍，同時其由絕緣體製備，完全符合覆銅板絕緣的效果。但是現有技術中，由於缺乏將該種納米複合塑料與銅相結合的技術工藝，因此還不能製備出由納米複合塑料層製備的覆銅板。
發明內容
針對上述問題，本發明的主要目的是提供一種覆銅板的製備方法，能夠將納米複合塑料與銅相結合成覆銅板。為了解決上述難題，本發明採取的方案是一種覆銅板的製備方法，其特徵在於 所述覆銅板包括基板和設置在基板表面的銅層，所述基板由納米複合塑料製成，所述納米複合塑料包括塑料基體和以納米級尺寸分散在塑料基體中的無機填充物，它包括以下步驟
A)對基板的表面進行表面粗化；
B)在基板的粗化表面進行鈀活化並對其金屬化後形成一薄層；C)採用電鍍將銅鍍在完成金屬化的薄層上形成新鮮的金屬鍍層；
D)在新鮮的金屬鍍層上附著有機表面保護劑或金屬抗氧化劑，烘乾成型。優選地，在步驟A)中，對基板進行表面粗化的方法為噴砂法。優選地，在步驟A)中，對基板進行表面粗化的方法為刷磨法。優選地，在步驟A)中，對基板進行表面粗化的方法為將基板浸入鉻酸中以活化基板的表面。優選地，所述步驟B)中依次包括以下步驟脫脂、水洗、酸中和或親水化、微粗化或微蝕化、回收、鉻還原或親水化、沉鈀、解膠、金屬化。優選地，對沉積有鈀的薄層上金屬化的方法可以為化學鍍鎳、化學鍍銅或銅置換中的一種。優選地，在步驟D)中還包括水洗，將附著有有機表面保護劑或金屬抗氧化劑的基板進行水洗。優選地，將具有新鮮的金屬鍍層的基板浸潰在有機表面保護劑或金屬抗氧化劑中。優選地，通過噴淋的方法將有機表面保護劑或金屬抗氧化劑附著在新鮮的金屬鍍
層表面。本發明採用以上方法，具有以下優點
1、工藝簡單，生產成本低；
2、產品質量好,成品率高。
具體實施例方式一種由納米複合塑料製成的覆銅板，它包括納米複合塑料層和貼覆在納米複合塑料層上表面的銅層，納米複合塑料層為由無機填充物以納米級尺寸分散在塑料基體中而成。其中，無機填充物的直徑為10_1(ι 10_6米。散熱係數大於2000W/m2K，導熱係數5 10 W/ mK之間ο納米複合塑料層的厚度為O. l、mm。所述銅層的厚度為5_100 μ m。另一種由納米複合塑料製成的覆銅板，它包括納米複合塑料層和貼覆在納米複合塑料層上、下表面的銅層，納米複合塑料層為由無機填充物以納米級尺寸分散在塑料基體中而成。其中，無機填充物的直徑為10_唚10_6米。散熱係數大於2000W/m2K，導熱係數5 10 W/mK之間。納米複合塑料層的厚度為O. I飛mm。所述銅層的厚度為5-100 μ m。納米複合塑料層的塑料基體可以為聚醯胺系(PA)、聚對苯二甲酸乙二醇酯系 (PET)、環氧樹脂系(Epoxy Resin)、聚醯亞胺系(PI)、PPS系中的一種。納米複合塑料層的的無機填充物為碳素、氧化物系、氮化物系、氫氧化物系中的一種。複合材料是由兩種或兩種以上物理與化學性質不同的物質組合而成的一種多相固材料。在複合材料中，通常一相為連續相，稱為基體(Matrix)，另一相為分散相，稱為補強材料(reinforcement),分散相以獨立相態分布在整個連續相中，二相之間存在相界面 (interface)。納米複合塑料是由無機填充物以納米級尺寸分散在塑料基體中而成。與傳統的複合材料相比，塑料基體與無機填充物在納範圍內複合，二相間界面積非常大，存在界面間的化學結合，形成優異黏結力，可消除有機/無機相不匹配的問題，形成完全不同的特性顯現。納米級的材料會產生量子尺寸效應；I.小尺寸效應；2.表面效應；3.宏觀量子隧道效應；4.庫侖堵塞與量子隧穿。通過納米級的材料的表面能大，易團聚能夠降低表面能，消除表面電荷，減弱表面極性，以表面覆蓋改性、機械化學改性、外膜層改性、局部活性改性、高能量表面改性、利用沉澱反應表面改性。因此該納米複合塑料層具有耐熱性提高；散熱性大幅提高；吸氣性與吸溼性較低；尺寸膨脹係數較低等優點。通過試驗證明，幾種覆銅板常用材料的導熱係數為
鋁基板0. 5 2. Off/mK;
E型玻璃纖維布基板〈1 ff/mK;
FR-4環氧纖維布基覆銅板0. 5ff/mK;
而本發明中，採用的納米複合塑料層的覆銅板的導熱係數大於5W/mK，散熱係數能夠大於2000 W/m2K。因此，能夠適用於高散熱基板使用且因其高於鋁合金及陶瓷散熱能力，直接將基板作為散熱體，快速將基板上電子元件產生的熱量快速導出並散熱。上述兩種覆銅板可以採用電鍍製備。它包括以下步驟
A)對基板的表面進行表面粗化；
B)在基板的粗化表面進行鈀活化並對其金屬化後形成一薄層；
C)採用電鍍將銅鍍在完成金屬化的薄層上形成新鮮的金屬鍍層；
D)在新鮮的金屬鍍層上附著有機表面保護劑或金屬抗氧化劑，烘乾成型。步驟A)中對基板進行表面粗化可採用噴砂法。噴砂法是採用壓縮空氣為動力，以形成高速噴射束將噴料(銅礦砂、石英砂、金剛砂、鐵砂、海南砂)高速噴射到需要處理的工件表面，使工件表面的外表面的外表或形狀發生變化，由於磨料對工件表面的衝擊和切削作用，使工件的表面獲得一定的清潔度和不同的粗糙度，使工件表面的機械性能得到改善， 因此提高了工件的抗疲勞性，增加了它和塗層之間的附著力，延長了塗膜的耐久性，也有利於塗料的流平和裝飾。步驟A)中對基板進行的表面粗化可採用將基板浸入鉻酸中以活化基板的表面。步驟A)中對基板進行的表面粗化可採用粗糙刷輪進行磨刷。粗化後的基板可提高基板與金屬鍍層的結合力，主要來自二部分
化學結合力基板本身具有或經過化學粗化處理後的極性集團，如一CH0、一C00H、-OH等於金屬結晶之間有化學結合力(分子間鍵力)；
物理結合力在基板表面形成大量微孔和微溝槽。鍍層在微孔或微溝槽成長，形成燕尾槽效應或錨效應。增加鍍層與基板的結合力。步驟B)中依次包括以下步驟脫脂、水洗、酸中和或親水化、微粗化或微蝕化、回收、鉻還原或親水化、沉鈀、解膠、金屬化。其中，金屬化的方法可以為化學鍍鎳、化學鍍銅或銅置換中的一種。在基板的粗化表面進行鈀活化並對其金屬化後形成一薄層，這層薄層一般小於3 μ m，作為後續電鍍增厚的導電界面層。採用電鍍將銅鍍在完成金屬化的薄層上形成新鮮的金屬鍍層，增加鍍層厚度，達到線路板導電、導熱、訊號傳遞的要求。步驟D)可以將具有新鮮的金屬鍍層的基板浸潰在有機表面保護劑或金屬抗氧化劑中。步驟D)也可以是通過噴淋的方法將有機表面保護劑或金屬抗氧化劑附著在新鮮的金屬鍍層表面。在新鮮的金屬鍍層上附著有機表面保護劑或金屬抗氧化劑，水洗後烘乾成型具有兩大優點
1、電鍍後的鍍層是結晶粒結合，存在很細微的毛細孔，需要做封孔處理，以防止氧氣逐步擴散反應；
2、新鮮金屬鍍層需要在表面形成一層與氧氣相隔離的界面，防止鍍層氧化。本發明採用以上方法，具有以下優點
1、工藝簡單，生產成本低；
2、產品質量好,成品率高。上述實施例只為說明本發明的技術構思及特點，其目的在於讓熟悉此項技術的人士能夠了解本發明的內容並據以實施，並不能以此限制本發明的保護範圍。凡根據本發明精神實質所作的等效變化或修飾，都應涵蓋在本發明的保護範圍之內。
權利要求
1.一種覆銅板的製備方法，其特徵在於所述覆銅板包括基板和設置在基板表面的銅層，所述基板由納米複合塑料製成，所述納米複合塑料包括塑料基體和以納米級尺寸分散在塑料基體中的無機填充物，它包括以下步驟A)對基板的表面進行表面粗化；B)在基板的粗化表面進行鈀活化並對其金屬化後形成一薄層；C)採用電鍍將銅鍍在完成金屬化的薄層上形成新鮮的金屬鍍層；D)在新鮮的金屬鍍層上附著有機表面保護劑或金屬抗氧化劑，烘乾成型。
2.根據權利要求I所述的覆銅板的製備方法，其特徵在於在步驟A)中，對基板進行表面粗化的方法為噴砂法。
3.根據權利要求I所述的覆銅板的製備方法，其特徵在於在步驟A)中，對基板進行表面粗化的方法為刷磨法。
4.根據權利要求I所述的覆銅板的製備方法，其特徵在於在步驟A)中，對基板進行表面粗化的方法為將基板浸入鉻酸中以活化基板的表面。
5.根據權利要求I所述的覆銅板的製備方法，其特徵在於所述步驟B)中依次包括以下步驟脫脂、水洗、酸中和或親水化、微粗化或微蝕化、回收、鉻還原或親水化、沉鈀、解膠、 金屬化。
6.根據權利要求I或5所述的覆銅板的製備方法，其特徵在於對沉積有鈀的薄層上金屬化的方法可以為化學鍍鎳、化學鍍銅或銅置換中的一種。
7.根據權利要求I所述的覆銅板的製備方法，其特徵在於在步驟D)中還包括水洗， 將附著有有機表面保護劑或金屬抗氧化劑的基板進行水洗。
8.根據權利要求I所述的覆銅板的製備方法，其特徵在於將具有新鮮的金屬鍍層的基板浸潰在有機表面保護劑或金屬抗氧化劑中。
9.根據權利要求I所述的覆銅板的製備方法，其特徵在於通過噴淋的方法將有機表面保護劑或金屬抗氧化劑附著在新鮮的金屬鍍層表面。
全文摘要
本發明公開了一種覆銅板的製備方法，所述覆銅板包括基板和設置在基板表面的銅層，所述基板由納米複合塑料製成，所述納米複合塑料包括塑料基體和以納米級尺寸分散在塑料基體中的無機填充物，它包括以下步驟A)對基板的表面進行表面粗化；B)在基板的粗化表面進行鈀活化並對其金屬化後形成一薄層；C)採用電鍍將銅鍍在完成金屬化的薄層上形成新鮮的金屬鍍層；D)在新鮮的金屬鍍層上附著有機表面保護劑或金屬抗氧化劑，烘乾成型。
文檔編號B32B37/00GK102602110SQ2012100753
公開日2012年7月25日 申請日期2012年3月21日 優先權日2012年3月21日
發明者蕭標穎 申請人:蘇州東亞欣業節能照明有限公司