一種電解銅箔的反面處理工藝的製作方法

2023-04-29 12:38:01 1

專利名稱：一種電解銅箔的反面處理工藝的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種甚低輪廓銅箔(Very low profile, VLP)電解銅箔的反面處理技 術，屬於高精電解銅箔生產工藝技術領域。
背景技術：
隨著電子整機和元器件向小型化、高容量、數位化、寬帶、網絡化、節能環保等方 向發展，以筆記本電腦、數位相機、手機、攝像機、液晶顯示器、電子通訊等電子消費產品為 代表的高科技電子新產品不斷湧現，極大的推動了印製電路板(PCB)相關技術的發展，其 中大型液晶顯示(LCD，Liquid Crystal Display)、等離子顯示為代表的平板顯示(FPD， Flat Panel Display)、筆記本電腦、數位相機、手機、攝像機等產品廣泛採用高密度集成 (High Density Interconnection Technology, HDI)和柔性印製電路(Flexible Printed Circuit，FPC)，並普遍使用 TCP (Tope Carrier Package)和 C0F(Chip on Film)驅動 IC 封 裝技術，電子線路趨向於超微細化。銅箔是印製電路(PCB)用覆銅板(CCL)生產的主要原料之一，按生產方法可分壓 延和電解兩種製作工藝。壓延銅箔具有優異的延伸率、耐彎曲和高溫重結晶等性能，廣泛應 用於FPC及其他特殊材料。近幾年，隨著電解銅箔生產技術的提高，日本部分銅箔廠家已經 開發出適合於FCCL要求的電解銅箔，而近期展出的新型FPC用電解銅箔的延伸率和耐彎曲 性已經和同規格壓延銅箔相當，也具有一定的高溫重結晶性。由於PFC用電解銅箔生產技 術的迅速提升和價格方面的優勢，電解銅箔越來越多的替代壓延銅箔使用於FPC。對於HDI 板材，其製作工藝決定了內層用銅箔要經過反覆層壓，這要求所使用的銅必須具有穩定的 物理、化學性能，特別是在高溫下應具有優異的抗拉強度、延伸率、抗氧化、耐熱等性能。我國是僅次於日本之後的第二大印製電路板出口大國，由於國內高檔電解銅箔的 生產技術與美國、日本相比存在較大差距，造成了國內CCL廠家所使用的高檔銅箔主要依 靠進口的局面。對於技術含量和附加值較高的HDI內層用銅箔和FPC用銅箔，幾乎都是從 日本、韓國、臺灣等地區進口。

發明內容
本發明的目的在於提供一種能夠解決電子線路的細節距化發展對銅箔的高蝕刻 性要求、解決HDI電路板內層銅箔的高溫高延伸率問題、FPC的耐彎曲性的銅箔反面處理工 藝，經過該處理工藝後得到的銅箔具有優異的常溫、高溫抗氧化性；具有優異的耐腐蝕性和 蝕刻性；具有良好的抗剝離性能和抗高溫轉化性能；具有優異的抗鍍層擴散性能。本發明是通過以下技術方案實現的一種電解銅箔的反面處理工藝，其特殊之處在於採用12-18 μ m高溫高延伸率 (High temperature elongation,HTE)型 VLP 電解銅箔做陰極，並以 20士0. lm/min 的速度 運行，在銅箔的光滑面進行瘤狀分形電沉積銅合金；再電沉積一層鈉米級的鋅合金；再經 過鹼性鉻酸鹽鈍化處理並塗敷一層偶聯劑。
本發明的具體處理工藝如下1、粗化將電解陰極銅、濃硫酸、軟水、蒸汽混合溶解，製成硫酸銅溶液，加入添加 劑S，混合均勻後用泵打入粗化槽進行電鍍；其中，Cu2+ 10-30g/L, H2SO4 80_200g/L，Cl_ 20-100ppm，添加劑S 5-100ppm，溫度為25_50°C，電流密度為20_35A/dm2 ；添加劑S是選自 於Fe、Ni、Co、Mo、W、In、N、P、Se、Ge、Sn、Bi的化合物中的一種或兩種；電鍍過程中溶液循 環過濾，每小時對溶液中各成份進行一次測試，並依據測試結果調整濃度到上述範圍；2、固化將電解陰極銅、濃硫酸、軟水、蒸汽混合溶解，製成硫酸銅溶液，用泵將溶 液打入固化槽進行電鍍；其中，Cu2+ 50-100g/L, H2SO4 80_200g/L，溫度為35_55°C，電流密 度為20-35A/dm2 ；電鍍過程中溶液循環過濾，每小時對溶液中各成份進行一次測試，並依據 測試結果調整濃度到上述範圍；3、鍍鋅將焦磷酸鉀、硫酸鋅分別溶解，將硫酸鋅緩慢加入焦磷酸鉀中並不斷攪 拌，製成焦磷酸鋅溶液，再加入添加劑D，混合均勻後用泵打入鍍鋅合金槽進行電鍍；其中， K4P2O7 140-300g/L，Zn2+ 2_7g/L，添加劑D 60-150ppm，PH 8-11，溫度為 25_50°C，電流密度 為0. 50-1. OA/dm2，添加劑D選自Mo、In、Co、Ni、Al、Cu、Fe、Sn化合物中的一種或兩種；電 鍍過程中溶液循環過濾，PH值由自控系統控制，每小時對溶液中各成份進行一次測試，並依 據測試結果調整濃度到上述範圍；4、鈍化將鉻酸鹽溶於軟水中，混合均勻後用泵打入鈍化槽中進行電鍍；其中，鉻 酸鹽2-10g/L，PH 8-12，溫度為25_50°C，電流密度為2. 0-8. OA/dm2。所述的鉻酸鹽是指鉻 酸鈉或鉻酸鉀，電鍍過程中溶液循環過濾，PH值由自控系統控制，每小時對溶液中各成份進 行一次測試，並依據測試結果調整濃度到上述範圍；5、噴塗偶聯劑將矽烷偶聯劑溶於水中，使用循環泵將溶液噴塗於銅箔表面；所述矽烷偶聯劑選自於氨基，乙烯基、硫基，環氧基中的一種，體積百分比濃度為 0. 1_2%，溫度 15-40 "C ο本發明一種電解銅箔的反面處理工藝，具有如下優點1、解決了電子線路的超細節距化發展對銅箔的高蝕刻性要求，本發明的銅箔可用 於25 μ m節距的微細電路生產。2、解決了 HDI內層銅箔的高溫高延伸率問題。3、省去了 HDI內層的棕化處理步驟，簡化了 PCB的生產環節。4、本發明銅箔具有很高的緻密性，使用於FPC時可提高耐彎曲性，其中12 μ m銅箔 製成FCCL後的耐彎曲(MIT)達到10萬次以上。5、本發明的12-18 μ m銅箔，光滑面的粗糙度Ra彡0. 30 μ m、Rz彡2. 0 μ m ；粗糙面 的粗糙度Ra彡0. 40 μ m、Rz彡2. 5 μ m。6、本發明的銅箔不含有砷、銻、鉛、汞、鎘等對人體有害的元素。7、本發明的銅箔具有優異的常溫、高溫抗氧化性。8、本發明的銅箔具有優異的耐腐蝕性和蝕刻性。9、本發明的銅箔具有良好的抗剝離性能和抗高溫轉化性能。10、具有優異的抗鍍層擴散性能。


圖1本發明的反面處理銅箔表面處理工藝流程圖。圖2本發明的12 μ m銅箔表面處理前S面2000倍SEM照片。圖3本發明的12 μ m銅箔表面處理前M面2000倍SEM照片。圖4本發明的12 μ m銅箔表面處理後S面2000倍SEM照片。圖5本發明的12 μ m銅箔切面圖(粒狀沉積形態)。圖6本發明的12 μ m銅箔製成30 μ m超細節距FPC圖片。
具體實施例方式下面結合附圖給出本發明的具體實施方案，進一步說明本發明的技術解決方案， 但本發明的實施方式並不限於以下具體實施方案。實施例1一種電解銅箔的反面處理工藝，具體步驟如下1、粗化將電解陰極銅、濃硫酸、軟水、蒸汽混合溶解，製成硫酸銅溶液，加入添加 劑S，混合均勻後用泵打入粗化槽進行電鍍；其中，Cu2+ 10g/L, H2SO4 80g/L，Cl_ 20ppm，添加 劑S 15ppm，溫度為25°C，電流密度為20A/dm2 ；添加劑S是由Na2WO4 ·2Η20和N2SeO3按質量 比為2 1組成的混合物。2、固化將電解陰極銅、濃硫酸、軟水、蒸汽混合溶解，製成硫酸銅溶液，用泵打入 固化槽進行電鍍；其中，Cu2+ 50g/L, H2SO4 80g/L，溫度為35°C，電流密度為20A/dm2。3、鍍鋅將焦磷酸鉀、硫酸鋅分別溶解，將硫酸鋅緩慢加入焦磷酸鉀中並不斷攪拌，制 成焦磷酸鋅溶液，再加入添加劑D，混合充分後用泵打入鍍鋅槽進行電鍍;其中，K4P2O7 140g/L, Zn2+ 2g/L，添加劑D 60ppm,PH 8，溫度為25°C，電流密度為0. 50A/dm2，添加劑D選用CoSO4 ·7Η20。4、鈍化將鉻酸鹽溶於軟水中，混合均勻後用泵打入鈍化槽中進行電鍍；其中，鉻 酸鈉2g/L，PH 8. 5，溫度為25°C，電流密度為2. OA/dm2。5、噴塗偶聯劑將矽烷偶聯劑溶於水中，使用循環泵將溶液噴塗於銅箔表面；所述矽烷偶聯劑選自於氨基，乙烯基、硫基，環氧基中的一種，體積百分比濃度為 0. 1%，溫度 15°C。實施例2本實施例與實施例1的不同之處在於1、粗化=Cu2+ 30g/L，H2SO4 200g/L，CF lOOppm，添加劑 S lOOppm，溫度為 50°C，電 流密度為35A/dm2，添加劑S選用Na2MoO4. 2H20。2、固化Cu2+ 100g/L, H2SO4 200g/L，溫度為 55°C，電流密度為 35A/dm2。3、鍍鋅:K4P2O7 300g/L, Zn2+ 7g/L，添加劑 D 150ppm, PH 11，溫度為 50°C，電流密 度為1. OA/dm2，添加劑D選用NiSO4 · 6H20。4、鈍化鉻酸鉀10g/L，PH 12，溫度為50°C，電流密度為8. OA/dm2。5、噴塗偶聯劑矽烷偶聯劑體積百分比濃度為2 0Z0，溫度40°C。實施例3本實施例與實施例1的不同之處在於1、粗化=Cu2+ 20g/L, H2SO4 140g/L, CF 60ppm，添加齊[J S 50ppm，溫度為 38°C，電流
5密度為26A/dm2，添加劑S是GeO2。2、固化Cu2+ 75g/L，H2SO4 140g/L，溫度為 45°C，電流密度為 42A/dm2。3、鍍鋅:K4P2O7 220g/L, Zn2+ 4g/L，添加劑 D IOOppm, PH 10，溫度為 35°C，電流密 度為0. 8A/dm2，添加劑D選用InS04。4、鈍化鉻酸鉀6g/L，PH 10，溫度為35°C，電流密度為5A/dm2。5、噴塗偶聯劑矽烷偶聯劑體積百分比濃度為1%，溫度25°C。實施例4本實施例與實施例1的不同之處在於1、粗化Cu2+ 12g/L, H2SO4 95g/L, CF 30ppm，添加劑 S 20ppm，溫度 32°C，電流密 度 26A/dm2，添加劑 S 選用 NaBiO3 · 2H20。2、固化Cu2+ 75g/L，H2SO4 180g/L，溫度為 40°C，電流密度 30A/dm2。3、鍍鋅=K4P2O7 280g/L, Zn2+ 6. 2g/L，添加劑 D 140ppm, PH 9. 0，溫度 30°C，電流密 度 0. 6A/dm2，添加劑 D 選用 Na2SnO3 · 2H20。4、鈍化鉻酸鈉4g/L，PH 10，溫度為30°C，電流密度4A/dm2。5、噴塗偶聯劑矽烷偶聯劑體積百分比濃度1. 8%，溫度37°C。實施例5 本實施例與實施例1的區別在於1、粗化:Cu2+15g/L, H2SO4 130g/L, CF 70ppm，添加齊[J S 40ppm，溫度 40°C，電流密 度 24A/dm2，添加劑 S 選用 Na2WO3 · 2H20。2、固化Cu2+52g/L，H2SO4 160g/L，溫度為 50°C，電流密度 30A/dm2。3、鍍鋅:K4P2O7 180g/L, Zn2+ 3g/L，添加劑 D 120ppm, PH 9. 4，溫度 25_50°C，電流 密度 0. 75A/dm2，添加劑 D 選用 FeSO4 · 7H20。4、鈍化鉻酸鉀6g/L，PH 11，溫度28°C，電流密度2. 9A/dm2。5、噴塗偶聯劑矽烷偶聯劑體積百分比濃度1. 0%，溫度20°C。實例1-5所生產銅箔性能表1表1 12 μ m反面處理銅箔
權利要求
一種電解銅箔的反面處理工藝，其特徵在於採用12 18μm高溫高延伸率超低輪廓電解銅箔做陰極，並以20±0.1m/min的速度運行，在銅箔的光滑面進行瘤狀分形電沉積銅合金；再電沉積一層鈉米級的鋅合金；再經過鹼性鉻酸鹽鈍化處理並塗敷一層偶聯劑。
2.按照權利要求1所述一種電解銅箔的反面處理工藝，其特徵在於本發明的具體處理工藝如下1)、粗化將電解陰極銅、濃硫酸、軟水、蒸汽混合溶解，製成硫酸銅溶液，加入添加 劑S，混合均勻後用泵打入粗化槽進行電鍍；其中，Cu2+10-30g/L, H2SO4 80_200g/L，Cl_ 20-100ppm，添加劑S 5-100ppm，溫度為25_50°C，電流密度為20_35A/dm2 ；添加劑S是選自 於 Fe、Ni、Co、Mo、W、In、N、P、Se、Ge、Sn、Bi 的化合物中的一種或兩種；2)、固化將電解陰極銅、濃硫酸、軟水、蒸汽混合溶解，製成硫酸銅溶液，用泵將溶液打 入固化槽進行電鍍；其中，Cu2+ 50-100g/L, H2S0480-200g/L，溫度為35-55 °C，電流密度為 20-35A/dm2 ；3)、鍍鋅將焦磷酸鉀、硫酸鋅分別溶解，將硫酸鋅緩慢加入焦磷酸鉀中並不斷攪拌，制 成焦磷酸鋅溶液，再加入添加劑D，混合均勻後用泵打入鍍鋅合金槽進行電鍍；其中，K4P2O7 140-300g/L, Zn2+ 2_7g/L，添加劑 D 60_150ppm，PH 8-11，溫度為 25_50°C，電流密度為 0. 50-1. OA/dm2，添加劑D選自Mo、In、Co、Ni、Al、Cu、Fe、Sn化合物中的一種或兩種；4)、鈍化將鉻酸鹽溶於軟水中，混合均勻後用泵打入鈍化槽中進行電鍍；其中，鉻酸 鹽2-10g/L，PH 8-12，溫度為25_50°C，電流密度為2. 0-8. OA/dm2 ；所述的鉻酸鹽是指鉻酸 鈉或鉻酸鉀；5)、噴塗偶聯劑將矽烷偶聯劑溶於水中，使用循環泵將溶液噴塗於銅箔表面；所述 矽烷偶聯劑選自於氨基，乙烯基、硫基，環氧基中的一種，體積百分比濃度為0. 1-2 %，溫度 15-40 "C。
全文摘要
本發明涉及一種VLP(甚低輪廓銅箔)電解銅箔的反面處理技術，屬於高精電解銅箔生產工藝技術領域。一種電解銅箔的反面處理工藝，其特徵在於採用12-18μm溫高延伸率(THE)超低輪廓(VLP)電解銅箔做陰極，並以20±0.1m/min的速度運行，在銅箔的光滑面進行瘤狀分形電沉積銅合金；再電沉積一層鈉米級的鋅合金；再經過鹼性鉻酸鹽鈍化處理並塗敷一層偶聯劑。本發明的銅箔不含有砷、銻、鉛、汞、鎘等對人體有害的元素；具有優異的常溫、高溫抗氧化性；具有優異的耐腐蝕性和蝕刻性；具有良好的抗剝離性能和抗高溫轉化性能；具有優異的抗鍍層擴散性能；可替代同類型進口銅箔用於FCCL、HDI內層和其他微細電路，填補了我國這一技術領域空白。
文檔編號C25D5/48GK101935856SQ20101024568
公開日2011年1月5日 申請日期2010年8月3日 優先權日2010年8月3日
發明者劉建廣, 宋召霞, 徐樹民, 楊祥魁, 馬學武 申請人:山東金寶電子股份有限公司