[发明专利]一种降低电解铜箔粗糙度的表面处理工艺

说明书

 

技术领域

本发明涉及一种降低电解铜箔粗糙度的表面处理工艺，属于高精电解铜箔生产工艺技术领域。

背景技术  

目前，电解铜箔是PCB生产的主要原料之一，其制作工艺有压延法和电解法两种，压延铜箔在延伸率、耐弯曲等性能方面具有较大的优势，使得以前的挠性印制电路板（FPC）生产厂家只使用压延铜箔。近几年，随着电解铜箔生产技术的提高，日本部分铜箔厂家已经开发出了多款能够满足FPC要求的高品质电解铜箔。由于电解铜箔制造技术的提升和价格方面的优势，电解铜箔越来越多的应用于FPC。

FPC用电解铜箔，其主要的特征是低轮廓、高延伸率和高抗拉强度，这都有利于提高耐弯曲（MIT）性能。铜箔的表面粗糙度越低，制成FPC的机械厚度会降低，MIT性能就会显著提高。较高的延伸率，会有效解决FPC弯曲时的铜裂问题。高抗拉强度则能改善铜箔疲劳性能。一般来讲，高端的FPC用超低轮廓（VLP）电解铜箔，表面粗糙度Rz在2.0μm以下，厚度也多在9-12μm。生产的技术难点在于高均匀性的电解毛箔和表面处理的微细粗化技术。

对于LED灯条及普通的电子仪器上使用的FPC，其MIT性能并不要求像滑盖手机的排线那样高，但市场的需求量又比较大，所以在当前的国内市场上有大量低轮廓（LP）铜箔使用于FPC。FPC用LP铜箔，抗拉强度和延伸率一般可以做的比较高，但表面粗糙度不足够低的缺点，使得FPC产品中胶厚增加，导致了MIT性能急剧下降。

电解法生产PFC用LP箔和VLP箔，制成过程中最大的区别在电解工序，技术核心是混合添加剂的运用。从铜箔的结晶形态上看，LP铜箔主要是柱状沉积模式，VLP铜箔是层状或块状沉积模式。国内的几十家铜箔生产企业，只有少数几家能够生产FPC用VLP铜箔，其技术水平和日本、韩国等进口VLP铜箔还有很大差距。

发明内容

本发明的目的在于解决上述已有技术存在的不足之处，提供一种能够显著降低铜箔表面粗糙度的表面处理工艺，经过该处理工艺得到的铜箔具有良好的耐腐蚀性和蚀刻性，具有优异的抗常温、高温氧化性能，特别适用于挠性覆铜板。本发明使用LP电解毛箔，通过特殊的表面处理工艺技术生产出VLP铜箔，替代LP铜箔或传统VLP铜箔的一般应用场合。

一种降低电解铜箔粗糙度的表面处理工艺，特殊之处在于其工艺流程为：

LP毛箔—酸洗—微蚀—镀镍-锌合金—钝化—硅烷偶联剂—烘干—VLP铜箔。

一种降低电解铜箔粗糙度的表面处理工艺，采用LP毛箔，先对其表面进行酸洗除去氧化层；再使用盐酸-硫酸铜组成的微蚀液喷于铜箔毛面，将“山峰”反应成微细小的瘤状颗粒；再电镀一层镍-锌合金，一层铬-锌合金；最后涂覆一层硅烷偶联剂后烘干。

具体工艺步骤如下：

1、酸洗：将工业纯浓硫酸，稀释为体积百分比浓度10-15%的稀硫酸，泵入酸洗槽，将铜箔放入酸洗液中浸泡1-5S；

酸洗的目的是除去电解毛箔表面的氧化物。

2、微蚀：将五水硫酸铜用热水（40-80℃）溶解，加入工业纯的浓盐酸，混合均匀后对喷涂于铜箔的毛面（晶体生长面）进行蚀刻；具体工艺条件为：CuSO₄ 180-240 g/L,HCl 30-90g/L,温度20-40℃，时间25-50s；

微蚀的作用是将表面粗糙度Rz在3-5μm的LP铜箔，毛面的山峰反应为细小、均匀的瘤状颗粒，降低铜箔表面粗糙度Rz至0.5-1.5μm，使其成为VLP铜箔。

3、镀镍-锌合金：将硫酸镍、硫酸锌分别用水溶解后混合，加入工业纯的浓硫酸，混合均匀后泵入镀镍-锌合金槽中进行电镀；具体工艺条件为：Zn²⁺ 0.5-4 g/L，Ni²⁺ 5-14 g/L，H₂SO₄100-200g/L，温度30-50℃，电流密度2-10A/dm²，时间1-5S；

镀镍-锌合金步骤的主要目的是提高铜箔的耐热性、耐腐蚀性和抗氧化性。