[发明专利]一种铜箔表面处理工艺中粗化处理用添加剂

说明书

技术领域

本发明涉及一种铜箔表面处理工艺中，用于对铜箔表面进行粗化处理用的添加剂。

背景技术

目前，国内外各铜箔生产企业所采用的铜箔表面处理工艺过程一般可以归纳为：原箔--预处理--粗化处理--固化(耐热阻挡层)处理--防氧化处理--表面处理。

其中，粗化处理是采用阴极酸性处理工艺方式，即毛箔为阴极，在硫酸铜的电镀液中通过2～3次电镀沉积，采用不同的工艺条件(电镀液成份、电流密度的不同)而进行“粗化--固化”的工艺途径，使铜箔的毛面先产生松散的瘤体，然后再逐渐被密实正常的铜镀层所包围及加固，不使镀瘤出现粉化或脱落。若在处理过程中铜箔表面形成发达过盛的“树枝”形状，就会造成结晶面局部连接不紧密，产生“铜粉转移”，即：铜箔与基板压制成型后，经铜箔抗剥离测试或铜箔按图形被腐蚀后，基板上会出现铜粉残留。而一旦产生“铜粉转移”，将影响铜箔与基板之间的抗剥离强度、蚀刻后的外观和表面电阻。

为此，国内外普遍的做法是在电镀液中添加砷元素，来抑制铜箔表面树枝状铜的形成，以保证铜箔与基板压制成型后的结合力。

但是，砷是有毒物质，会给人体和环境带来严重危害。砷一旦被人体吸收，将破坏人体细胞的氧化还原能力，影响细胞的正常代谢，引起组织损害和机体障碍，严重时，可直接导致中毒死亡。因而，寻找砷的替代品以满足铜箔表面处理工业生产的需要，成为人们需要解决的一个问题。

以往，曾经有人采用往电镀液中添加苯醌、Mo、V等元素来替代砷，或者采用冲击镀等方法来抑制铜箔表面树枝状铜的形成，但这些方法仍然存在“掉粉”现象，即仍然存在“铜粉转移”的问题，无法满足压制成型后铜箔与基板之间抗剥离强度、蚀刻后的外观，以及表面电阻等方面的要求。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明的目的在于提供一种铜箔表面处理工艺中粗化处理环节用添加剂，使用该添加剂对铜箔进行粗化处理，可有效抑制铜箔表面树枝状铜的形成，消除“铜粉转移”现象的发生，保证铜箔与基板压制成型后的结合强度。本发明添加剂在保证铜箔粗化处理效果的前提下，可以完全取代现有铜箔表面处理工艺粗化处理工序中所用的砷，为消除铜箔生产厂家的环保壁垒，保证铜箔生产加工企业的无毒、无害、可持续发展提供了技术保障。

为实现上述目的，本发明添加剂为主要包括钨酸钠、硫酸亚锡的复合添加剂，其中，钨酸钠向粗化液中的添加量为0.07-0.15g/L，硫酸亚锡向粗化液中的添加量为0.7-1.5g/L。

进一步，钨酸钠向粗化液中的添加量为0.09-0.12g/L，硫酸亚锡向粗化液中的添加量为0.9-1.2g/L。

一种使用上述添加剂的粗化液，该粗化液以去离子水作为基本溶剂，其中添加有：硫酸铜25-45g/L，浓度98％的浓硫酸60-105g/L，钨酸钠0.07-0.15g/L，硫酸亚锡0.7-1.5g/L。

进一步，所述硫酸铜的含量为35-45g/L，硫酸的含量为75-90g/L。

进一步，所述钨酸钠的含量为0.09-0.12g/L，硫酸亚锡的含量为0.9-1.2g/L。

进一步，所述粗化液中还添加有适量防止二价锡离子被氧化的锡粒。

进一步，所述粗化液的工作温度为15-35℃，工作电流密度为8-20A/dm²。

进一步，所述粗化液的工作温度为20-25℃，工作电流密度为12A/dm²。

由于本发明添加剂中含有硫酸亚锡，亚锡离子很容易被氧化，特别是温度高了之后很容易把二价锡氧化成四价锡。氧化过程如下：

在以锡为阳极的粗化液中存在以下2个反应过程：

O₂+4H⁺+2Sn²⁺→2Sn⁴⁺+2H₂O    (1)

Sn+Sn⁴⁺→2Sn²⁺              (2)