一種銅箔基材製備方法及應用其的超材料加工方法與流程
2023-11-03 12:48:18
本發明涉及材料加工領域，具體而言，涉及一種銅箔基材製備方法及應用其的超材料加工方法。
背景技術：
現階段加工精密微結構都使用薄銅箔基材(3-9um)進行加工，但薄銅箔基材使用閃鍍方式加工，加工難度大，加工過程中容易出現破損等問題，良率較低，存在成本高、加工難度大等問題，嚴重製約精密微結構的生產需求；應用在pcb生產工藝中的真空蝕刻作為現有一種較為成熟的蝕刻技術，其蝕刻段中不僅安裝了噴嘴，也在噴管之間離線路板表面相對距離較近的位置安裝了抽氣單元，這些抽氣單元將使用過的蝕刻液吸走後，通過閉合迴路回到模塊的液槽中，板朝上部分、朝下部分及板邊處的蝕刻效果基本一致，在一定程度上克服了蝕刻的水池效應以及上下蝕刻的速率差異。
技術實現要素：
為解決上述問題，本發明的目的在於提供一種銅箔基材製備方法，該銅箔基材製備方法將真空蝕刻應用在減小銅厚度上，製備出的銅箔基材厚度符合銅厚規格要求且銅厚均勻性達到預設閾值，降低加工難度，滿足薄銅箔基材的批量生產且良率高的需求。
本發明的目的還在於提供一種應用上述銅箔基材製備方法的超材料加工方法。
本發明的目的是通過以下技術方案實現的：
本發明的一種銅箔基材製備方法，包括以下步驟:
對厚度大於銅厚規格要求的多個銅箔基材通過真空蝕刻均勻減小銅厚度；
對減小銅厚度後的多個銅箔基材進行厚度確定，篩選出銅厚符合銅厚規格要求且銅厚均勻性達到預設閾值的銅箔基材。
進一步，對減小銅厚度後的多個銅箔基材進行厚度確定，若銅厚大於銅厚規格要求，則返回再次通過真空蝕刻均勻減小銅厚度；若銅厚符合銅厚規格要求，則篩選出銅厚均勻性達到預設閾值的銅箔基材。
進一步，所述真空蝕刻的速度為6-8m/min，溫度為40-60度；真空吸引壓力為1～2kg/cm2。
進一步，所述真空蝕刻的速度為7m/min，溫度為50度；真空吸引壓力為1.5kg/cm2。
進一步，所述銅厚規格要求為3-9um。
進一步，使用厚度測量儀對減小銅厚度後的多個銅箔基材進行厚度確定。
進一步，使用厚度測量儀對減小銅厚度後的多個銅箔基材的四個角與中心位置處取點測量並進行厚度確定。
進一步，在對厚度大於銅厚規格要求的銅箔基材通過真空蝕刻均勻減小銅厚度的過程中，在銅箔基材上表面進行壓力正態分布及對蝕刻的銅箔基材的兩表面進行壓差調整來保證減小銅厚度的均勻性。
更進一步，所述預設閾值為90％。
一種應用上述銅箔基材製備方法的超材料加工方法，包括以下步驟：
對厚度大於銅厚規格要求的多個銅箔基材通過真空蝕刻均勻減小銅厚度；
對減小銅厚度後的多個銅箔基材進行厚度確定，篩選出銅厚符合銅厚規格要求且銅厚均勻性達到預設閾值的銅箔基材；
對銅厚符合銅厚規格要求且銅厚均勻性達到預設閾值的銅箔基材進行貼膜、曝光處理；
對貼膜、曝光處理後的銅箔基材進行微結構加工獲取超材料。
本發明提供的銅箔基材製備方法及應用其的超材料加工方法將應用在pcb生產工藝中的真空蝕刻減銅運用到銅箔基材的均勻減小銅厚度上，通過真空蝕刻將多個普通厚度銅箔基材進行減銅加工並篩選出銅厚符合銅厚規格要求且銅厚均勻性達到預設閾值的銅箔基材，使得該銅箔基材成為供微結構加工使用的薄銅箔基材，該加工後的薄銅箔基材與市面上供應的薄銅箔基材性能相同，通過減銅工藝獲得的薄銅箔基材比在市面上直接購買3-9um薄銅箔基材其成本降低一半以上，大大降低了材料成本，且擴大了薄銅箔基材的可獲取範圍，解決了現有薄銅箔基材成本高、加工難度大等問題。
附圖說明
此處所說明的附圖用來提供對本發明的進一步理解，構成本申請的一部分，本發明的示意性實施例及其說明用於解釋本發明，並不構成對本發明的不當限定。在附圖中：
圖1是本發明一種實施例的工藝流程圖；
圖2是本發明另一實施例的工藝流程圖。
具體實施方式
為了使本技術領域的人員更好地理解本發明方案，下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部分的實施例，而不是全部的實施例。基於本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都應當屬於本發明保護的範圍。
如圖1所示，本發明的一種銅箔基材製備方法，包括以下步驟:
s1：通過真空蝕刻減小銅厚度；
對多個普通厚度銅箔基材通過真空蝕刻均勻減小銅厚度，該普通厚度銅箔基材的厚度一般為10-20um，大於銅厚規格要求，在對普通厚度銅箔基材通過真空蝕刻均勻減小銅厚度過程中在銅箔基材上表面進行壓力正態分布及對蝕刻的銅箔基材的兩表面進行壓差調整來保證減小銅厚度的均勻性，真空蝕刻配有真空吸引能將上表面的蝕刻液吸走，避免在銅箔基材的上表面造成積液減小蝕刻效率，該真空蝕刻為現有在生產pcb板時減銅所採用的一種較為成熟的蝕刻技術，以及壓力正態分布、壓差調整也是在生產pcb板時減銅所採用的一種較為成熟的保證蝕刻均勻性的技術，在此不再贅述，該真空蝕刻及壓力正態分布、壓差調整均可應用在對銅箔基材的減銅工藝上；其中該真空蝕刻的速度為6-8m/min，溫度為40-60度，真空蝕刻的吸引壓力一般為一個大氣壓左右，即壓力為1～2kg/cm2，作為本發明一種優選的方式，該真空蝕刻的速度為7m/min，溫度為50度，真空蝕刻的吸引壓力為1.5kg/cm2，由該參數進行的真空蝕刻能夠使整個基材獲取較好的蝕刻均勻性；
s2：對銅厚進行確定並進行篩選；
對減小銅厚度後的多個銅箔基材進行厚度確定，該厚度測量可採用厚度測量儀進行測量，使用厚度測量儀對減小銅厚度後的銅箔基材在銅箔基材的四個角與中心位置處取點測量，並篩選出銅厚符合銅厚規格要求且銅厚均勻性達到預設閾值即90％以上的銅箔基材，該均勻性數值90％可由均值數學公式對測量得到的五個測量點數值計算得到，只有均勻性達到90％以上的銅箔基材才可以作為微結構加工的銅箔基材；該銅厚規格要求為3-9um，滿足該條件的基材才能作為薄銅箔基材進行後續加工。現有技術中採用閃鍍方式加工出來的薄銅箔基材，由於其加工過程中容易出現破損等問題，良率較低，其良率一般在50％左右；而採用本技術方案通過減銅工藝製作出來滿足厚度要求的薄銅箔基材，其良率可達到90％以上，遠遠優於現有技術。
參見圖2，本發明的一種超材料加工方法，步驟s1與上述相同，步驟 s2具體為：
對銅厚進行確定並進行篩選判定是否符合要求；具體為對減小銅厚度後的多個銅箔基材進行厚度確定，若銅厚大於銅厚規格要求，則返回步驟s1再次通過真空蝕刻進行均勻減小銅厚度；若銅厚符合銅厚規格要求，則篩選出銅厚均勻性為90％以上的銅箔基材進入下一步驟s3；
s3：貼膜、曝光；
對銅厚符合銅厚規格要求且銅厚均勻性為90％以上的銅箔基材進行貼膜、曝光處理，具體為使用光感膜對涉及的微結構圖形進行轉移，同時便於對銅層進行保護；
s4：微結構加工；
對貼膜、曝光處理後的銅箔基材進行微結構加工獲取超材料，具體為在銅箔基材上通過蝕刻或其他工藝形成有陣列排布的多個人造導電微結構，通過排布的不同及導電微結構尺寸的變化來使得超材料產生不同的等效介電常數和磁導率。
本發明提供的銅箔基材製備方法及應用其的超材料加工方法將應用在pcb生產工藝中的真空蝕刻減銅運用到銅箔基材的均勻減小銅厚度上，通過真空蝕刻將多個普通厚度銅箔基材進行減銅加工並篩選出銅厚符合銅厚規格要求且銅厚均勻性達到預設閾值的銅箔基材，使得該銅箔基材成為供微結構加工使用的薄銅箔基材，且該加工後的薄銅箔基材與市面上供應的薄銅箔基材性能相同，大大降低了材料成本，且擴大了薄銅箔基材的可獲取範圍，解決了現有薄銅箔基材供應商交貨周期長等問題。
以上所述僅是本發明的優選實施方式，應當指出，對於本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應視為本發明的保護範圍。