本發(fā)明涉及金屬表面處理,具體涉及一種銅箔表面處理工藝。
背景技術(shù):
1、在電子工業(yè)快速發(fā)展的今天,多層印制電路板(pcb)作為電子產(chǎn)品的核心組成部分,其品質(zhì)和技術(shù)水平直接影響著電子產(chǎn)品的性能和使用壽命。而在多層pcb的制造過程中,銅箔作為重要的導(dǎo)電材料,其表面處理工藝直接關(guān)系到pcb的層間結(jié)合力、導(dǎo)體表面粗糙度等關(guān)鍵指標(biāo),進(jìn)而影響到pcb的整體性能。銅箔表面處理工藝是pcb制造過程中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)之一。優(yōu)質(zhì)的銅箔表面處理工藝不僅可以改善和提高層間結(jié)合力、控制導(dǎo)體表面粗糙度,從而提升pcb的品質(zhì),還可以滿足高頻信號的趨膚效應(yīng)需求,確保信號的穩(wěn)定傳輸。此外,隨著5g通訊、新能源汽車等高端產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展,對電解銅箔產(chǎn)品性能提出了更高的要求,進(jìn)一步凸顯了銅箔表面處理工藝的重要性。
2、銅箔表面處理工藝的發(fā)展可追溯到20世紀(jì)60年代初期。當(dāng)時(shí),國內(nèi)外銅箔生產(chǎn)廠家主要采用陽極氧化、電鍍等傳統(tǒng)工藝對銅箔進(jìn)行表面處理。然而,這些傳統(tǒng)工藝存在處理時(shí)間長、環(huán)境污染嚴(yán)重、處理效果不穩(wěn)定等問題,難以滿足日益增長的市場需求。進(jìn)入21世紀(jì),隨著科技的進(jìn)步和環(huán)保要求的提高,銅箔表面處理工藝得到了快速發(fā)展。新型的表面處理技術(shù)不斷涌現(xiàn),如壓延銅箔脫脂酸洗、粗化、固化、鎳鈷鋅鉻電鍍及硅烷覆涂等工藝,不僅提高了銅箔的表面質(zhì)量,還降低了環(huán)境污染,實(shí)現(xiàn)了綠色環(huán)保生產(chǎn)。盡管銅箔表面處理工藝已經(jīng)取得了顯著進(jìn)步,但仍面臨諸多挑戰(zhàn)。隨著電子產(chǎn)品向高集成度、輕薄化、高性能化方向發(fā)展,則對印制電路板精細(xì)線路制作技術(shù)提出了更嚴(yán)格的要求。用作印制電路板的內(nèi)層銅箔的性能也需要進(jìn)一步提升,保證信號的高頻高速傳輸?shù)耐瑫r(shí),還要保持銅箔與基材間的結(jié)合力,這對銅箔的表面處理工藝提出了非常高的要求。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、基于背景技術(shù)存在的問題,本發(fā)明提供了一種銅箔的表面處理工藝,平衡降低銅箔粗糙度同時(shí)達(dá)到較大高剝離強(qiáng)度的雙向要求。
2、本發(fā)明通過以下技術(shù)方案實(shí)施:
3、本發(fā)明一方面公開了一種銅箔表面處理工藝,包括以下步驟:
4、(1)酸洗處理:將生銅箔置于酸洗液中進(jìn)行酸洗處理;
5、(2)一次粗化處理:將酸洗處理后的銅箔置于一次粗化液中進(jìn)行粗化處理;
6、(3)二次粗化處理:將一次粗化處理后的銅箔置于二次粗化液中進(jìn)行粗化處理;
7、(4)固化處理:將二次粗化處理后的銅箔置于固化液中進(jìn)行固化處理;
8、(5)防擴(kuò)散阻擋層處理:利用磁控濺射真空鍍膜技術(shù)在固化處理后的銅箔表面濺射防擴(kuò)散阻擋層;
9、(6)鈍化處理:將防擴(kuò)散阻擋層處理后的銅箔置于鈍化液中進(jìn)行鈍化處理;
10、(7)硅烷化、烘干處理:將鈍化處理后的銅箔浸泡于硅烷偶聯(lián)劑溶液中,浸泡完成后熱風(fēng)烘干,即完成銅箔表面處理。
11、進(jìn)一步地,步驟(1)酸洗液為濃度為10-20wt%的硫酸溶液,酸洗時(shí)間為3-5s。
12、進(jìn)一步地,步驟(2)一次粗化液中硫酸的濃度為80-120g/l,銅離子濃度為6-12g/l,氯離子濃度為30-35mg/l;
13、一次粗化處理的條件為:電流密度25-35a/dm2,溫度25-35℃,電沉積時(shí)間2-3s。
14、進(jìn)一步地,步驟(3)二次粗化液中硫酸的濃度為80-120g/l,銅離子濃度為6-12g/l,明膠濃度為80-120mg/l,醇硫基丙烷磺酸鈉濃度為8-12mg/l,peg的濃度為5-8mg/l,羥乙基纖維素的濃度為5-8mg/l;
15、二次粗化處理的條件為:電流密度25-35a/dm2,溫度25-35℃,電沉積時(shí)間4-6s。
16、進(jìn)一步地,步驟(4)固化液中硫酸濃度為80-120g/l,銅離子濃度為50-60g/l;
17、固化處理的條件為:電流密度25-35a/dm2,溫度45-55℃,電沉積時(shí)間5-10s;
18、進(jìn)一步地,步驟(5)磁控濺射真空鍍膜技術(shù)以conimo合金為靶材,conimo合金的元素原子比為1:1:1,防擴(kuò)散阻擋層的厚度為5-20nm。
19、進(jìn)一步地,步驟(6)鈍化液中cr024-濃度為2.0-2.5g/l,k4p2o7的濃度為70-100g/l,鈍化液的ph值為11-12;
20、鈍化處理的條件為:電流密度2.5-3.5a/dm2,溫度為35-45℃,鈍化處理時(shí)間5-10s。
21、進(jìn)一步地,步驟(7)硅烷偶聯(lián)劑溶液的濃度為5-8g/l,浸泡時(shí)間為2-5s;
22、熱風(fēng)烘干溫度為180-220℃。
23、本發(fā)明另一方面公開了如上述銅箔表面處理工藝制備得到的銅箔,以及該銅箔在印制電路板中的應(yīng)用。
24、本發(fā)明的有益效果:
25、1.本發(fā)明中采用兩步粗化處理,一次粗化液中添加氯離子,促進(jìn)沉積速率,快速實(shí)現(xiàn)銅粒的沉著;二次粗化液中通過幾種添加劑的聯(lián)合作用,增強(qiáng)銅在銅晶面的擇優(yōu)生長,具有較明顯的細(xì)化顆粒作用,減小晶粒尺寸,同時(shí)還可以防止針孔的形成,促進(jìn)結(jié)晶晶粒的細(xì)密度。本發(fā)明中通過二次粗化工藝,在銅箔表面形成細(xì)微銅瘤層形貌,降低銅箔表面的粗糙度的同時(shí)保證較高的比表面積。
26、2.本發(fā)明采用磁控濺射技術(shù)在固化處理后的銅箔表面濺射防擴(kuò)散阻擋層,磁控濺射處理工藝可以形成均勻、致密、性能優(yōu)異的防擴(kuò)散阻擋層,提高了銅箔的耐腐蝕性,通過調(diào)整濺射參數(shù)和靶材種類,可以實(shí)現(xiàn)對防擴(kuò)散阻擋層結(jié)構(gòu)和性能的精準(zhǔn)控制。
27、3.本發(fā)明銅箔處理工藝,能夠在銅箔表面形成均勻、致密的鍍層,采用兩步粗化處理和磁控濺射處理步驟,提高了銅箔的性能,平衡降低銅箔粗糙度同時(shí)達(dá)到較大高剝離強(qiáng)度的雙向要求;用于制備印制電路板可以更好地滿足5g領(lǐng)域下高頻信號傳輸快,損耗低的特性。
1.一種銅箔表面處理工藝,其特征在于:包括以下步驟:
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的工藝,其特征在于:步驟(1)酸洗液為濃度為10-20wt%的硫酸溶液,酸洗時(shí)間為3-5s。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的工藝,其特征在于:步驟(2)一次粗化液中硫酸的濃度為80-120g/l,銅離子濃度為6-12g/l,氯離子濃度為30-35mg/l;
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的工藝,其特征在于:步驟(3)二次粗化液中硫酸的濃度為80-120g/l,銅離子濃度為6-12g/l,明膠濃度為80-120mg/l,醇硫基丙烷磺酸鈉濃度為8-12mg/l,peg的濃度為5-8mg/l,羥乙基纖維素的濃度為5-8mg/l;
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的工藝,其特征在于:步驟(4)固化液中硫酸濃度為80-120g/l,銅離子濃度為50-60g/l;
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的工藝,其特征在于:步驟(5)磁控濺射真空鍍膜技術(shù)以conimo合金為靶材。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的工藝,其特征在于:conimo合金的元素原子比為1:1:1,防擴(kuò)散阻擋層的厚度為5-20nm。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的工藝,其特征在于:步驟(6)鈍化液中cr024-濃度為2.0-2.5g/l,k4p2o7的濃度為70-100g/l,鈍化液的ph值為11-12;
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的工藝,其特征在于:步驟(7)硅烷偶聯(lián)劑溶液的濃度為5-8g/l,浸泡時(shí)間為2-5s。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的工藝,其特征在于:步驟(7)熱風(fēng)烘干溫度為180-220℃。