電解銅箔表面低粗化處理方法

2023-04-24 12:21:46 2

專利名稱：電解銅箔表面低粗化處理方法
技術領域：
本發明涉及一種作為基礎電子材料的電解銅箔的表面低粗化處理技術，屬於電解銅箔表面處理技術領域。
背景技術：
銅箔根據生產工藝分，可以分為壓延銅箔和電解銅箔。電解銅箔多用於剛性覆銅板的生產，進而製成剛性印製線路板。壓延銅箔的緻密度較高，表面較為平滑，利於製成印製電路板後的信號快速傳送，因此在高頻高速傳送、精細線路的印製電路板上也使用一些壓延銅箔。但是壓延銅箔的製造成本遠遠大於電解銅箔，另外由於工藝條件的限制，使得銅箔的幅寬受到限制。目前全球電解銅箔產品仍是以1oz(35μm)與1/2oz(18μm)為主，隨著電子、信息及通訊等3G產品均朝向無線化、便攜化方向發展，對於產品的各項高性能也往「輕、薄、短、小」的目標邁進，電子產品對1/2oz(18μm)、3/8oz(12μm)的薄銅箔的需求也明顯增加。目前對電解銅箔的表面低粗化處理均採用了添加劑，一般的添加劑中含有砷、硒等有毒元素，對環境和人體均有害，且由於此類金屬價格高，勢必造成了成本的增高。因此採用成本相對低廉和更環保的方法對電解銅箔進行毛面的低粗化處理具有及其重要的意義。

發明內容
本發明的目的是，提供一種新的電解銅箔的表面低粗化處理方法。本發明是採取電解液以及電沉積工藝參數的合理配置，對電解銅箔的毛面進行低粗化處理。本發明可以使毛面表面粗糙度RZ≤3μm，實現降低毛面粗糙度，降低銅箔的相對厚度，提高氧化性能的目的。本發明可以實現無毒環保生產，且降低生產成本。
本發明是這樣實現的。電解銅箔的表面低粗化處理方法，特點是採取直流電沉積工藝，通過四個階段在電解設備中採取不同的電解液組合及電沉積工藝參數的配合處理，對電解銅箔的表面進行低粗化處理；即粗化銅階段，採取銅濃度16～24g/L，H2SO4濃度80～120g/L，T20～25℃，電解密度1500～2500A/m2；固化銅階段，採取銅濃度55～70g/L，H2SO4濃度60～80g/L，T35～50℃，電解密度500～1000A/m2；鍍鋅階段，採取鋅濃度18～25g/L，鎳濃度1～5g/L，T20～29℃，電解密度600～1000A/m2；鍍鉻階段，採取鉻濃度1～2g/L，鋅濃度0.2～1.0g/L，T23～25℃，電解密度10～20A/m2。
上述的電解銅箔的表面低粗化處理方法中，粗化銅階段分三段不同給定電流沉積；固化銅階段分二段不同給定電流沉積；鍍鋅階段分二段不同給定電流沉積；鍍鉻階段分二段不同給定電流沉積。
前述的電解銅箔的表面低粗化處理方法中，粗化銅階段的三段給定電流為2500A、1500A和2500A；固化銅階段的二段給定電流為500～600A和800～1000A；鍍鋅階段的二段給定電流為600～800A和800～1000A；鍍鉻階段的二段給定電流為10～15A和15A～20A。
由於採用了以上技術方案，本發明整個過程採取直流電沉積工藝，對電解液組合以及電沉積工藝參數進行合理配置，經過本發明所述的低粗化處理後，該電解銅箔的毛面表面粗糙度Rz≤3μm，可以實現厚度為18μm的製品，此時其抗剝強度≥1.3kg/cm；還可以實現厚度為12μm的製品，其抗剝強度≥1.2kg/cm；而且經過本發明技術手段處理後，在高溫260℃，30min條件下無氧化現象(國際標準為180℃1h無氧化現象)，一般電解銅箔高溫氧化破壞性實驗為225℃、30min。另外由於本發明不採用添加劑，在整個低粗化處理過程中，不會出現砷、硒等有毒物質，實現了無毒環保的工藝環境，這樣不僅降低了成本，還有利於實現可持續發展。本發明主要採用了直流電沉積工藝，簡單易實現。
具體實施例方式
具體實施例方式整個過程採取直流電沉積工藝，通過四個階段中採取不同的電解液組合及電沉積工藝參數，其工藝過程如下先在電解設備中添加銅濃度18～21g/L，H2SO4濃度100～110g/L的電解液，溫度T採用21～23℃，電解密度2300～2500A/m2的電解條件，分三段給定電流(2500A、1500A和2500A)沉積，即為粗化銅階段；然後進入固化銅階段，電解設備中添加銅濃度60～66g/L，H2SO4濃度65～72g/L，採取溫度T38～42℃，電解密度800～950A/m2的電解條件，分二段給定電流(500～600A、800～1000A)沉積；第三階段為鍍Zn階段，添加鋅濃度20～23g/L，鎳濃度2～3g/L，採取溫度T24～26℃，電解密度750～880A/m2的電解條件，分二段給定電流(600～800A、800～1000A)沉積；最後階段為鍍Cr階段，添加鉻濃度1～2g/L，鋅濃度0.4～0.8g/L，採取溫度T23～25℃，電解密度15～18A/m2的電解條件，分二段給定電流(10～15A、15A～20A)沉積。
通過以上四個不同階段的分段沉積，即可使得電解銅箔的毛面表面粗糙度Rz≤3μm，可以實現厚度為18μm的製品，此時其抗剝強度≥1.3kg/cm；還可以實現厚度為12μm的薄製品，其抗剝強度≥1.2kg/cm；而且經過本發明技術手段處理後，在高溫260℃，30min條件下無氧化現象(國際標準為180℃1h無氧化現象)，一般電解銅箔高溫氧化破壞性實驗為225℃30min。與現有技術相比，經本發明技術手段處理後，電解銅箔不僅具有了處理面Rz≤3μm的低粗糙度，還實現了高性能的18μm，甚至12μm的薄製品，符合了現代電解銅箔的發展趨勢，同時又保證了製品的抗剝強度以及更優的氧化性能；另外本發明在實現過程中，由於不含有毒添加劑，因此比現有技術更加環保，而且降低了成本，有利於實現可持續發展，還有本發明主要採用了直流電沉積工藝，簡單易實現。
權利要求
1.電解銅箔的表面低粗化處理方法，採取直流電沉積工藝，其特徵在於通過四個階段在電解設備中採取不同的電解液組合及電沉積工藝參數的配合處理，對電解銅箔的表面進行低粗化處理；即粗化銅階段，採取銅濃度16～24g/L，H2SO4濃度80～120g/L，T20～25℃，電解密度1500～2500A/m2；固化銅階段，採取銅濃度55～70g/L，H2SO4濃度60～80g/L，T35～50℃，電解密度500～1000A/m2；鍍鋅階段，採取鋅濃度18～25g/L，鎳濃度1～5g/L，T20～29℃，電解密度600～1000A/m2；鍍鉻階段，採取鉻濃度1～2g/L，鋅濃度0.2～1.0g/L，T23～25℃，電解密度10～20A/m2。
2.根據權利要求1所述的電解銅箔的表面低粗化處理方法，其特徵在於粗化銅階段分三段不同給定電流沉積；固化銅階段分二段不同給定電流沉積；鍍鋅階段分二段不同給定電流沉積；鍍鉻階段分二段不同給定電流沉積。
3.根據權利要求2所述的電解銅箔的表面低粗化處理方法，其特徵在於粗化銅階段的三段給定電流為2500A、1500A和2500A；固化銅階段的二段給定電流為500～600A和800～1000A；鍍鋅階段的二段給定電流為600～800A和800～1000A；鍍鉻階段的二段給定電流為10～15A和15A～20A。
全文摘要
本發明公開了一種對電解銅箔的表面進行低粗化的處理方法。該方法是採取直流電多段沉積工藝，通過四個階段採取不同的電解液組合及電沉積工藝參數的配合處理，對電解銅箔的表面進行低粗化處理本發明可以使電解銅箔的毛面表面粗糙度Rz≤3μm，厚度18μm的製品抗剝強度≥1.3kg/cm，厚度12μm的製品抗剝強度≥1.2kg/cm；製品在高溫260℃、30min條件下無氧化現象。由於本發明不採用添加劑，在整個低粗化處理過程中，不會出現砷、硒等有毒物質，實現了無毒環保的工藝環境，這樣不僅降低了成本，還有利於環保和實現可持續發展。
文檔編號H05K3/38GK101067212SQ200710200110
公開日2007年11月7日 申請日期2007年1月25日 優先權日2007年1月25日
發明者張東, 石晨, 張曉鶴, 胡天慶 申請人:湖北中科銅箔科技有限公司