无轮廓电解铜箔用表面处理剂的制作方法
【专利摘要】本发明属于电解铜箔加工【技术领域】，尤其涉及一种无轮廓电解铜箔用表面处理剂，每升表面处理剂的水溶液中含有：0.5-2.0g的N-(β-氨乙基)-γ-氨丙基三甲氧基硅烷、0.5-2.0g的N-乙烯基芐基-2-氨乙基-3-氨丙基三甲氧基硅烷盐酸盐和0.1-0.4g的硅酸乙酯。本发明的表面处理剂成分简单，原料易得，使用方便。将本发明的表面处理剂喷涂在无轮廓铜箔的表面，可显著提高其在高频微波电路板上的抗剥离强度，无轮廓铜箔在聚酰亚胺树脂或聚四氟乙烯基材上的抗剥离强度≥0.6N/mm。
【专利说明】无轮廓电解铜箔用表面处理剂
【技术领域】
[0001]本发明属于电解铜箔加工【技术领域】，尤其涉及一种无轮廓电解铜箔用表面处理剂。
【背景技术】
[0002]随着社会的信息化程度不断提高，人们的日常信息处理量在日益增加，对电子产品的信息处理能力提出了越来越高的要求。当今，电子产品越来越短、小、轻、薄化。通信业的快速进步，使原有的民用通信频段显得非常拥挤，某些原军事用途的高频通信，从21世纪开始，部分频段逐渐让给民用，使得民用高频通信获得了超常规的速度发展。通讯产品的高保密性、高传输质量要求，也迫使移动电话、汽车电话、无线通讯向高频方向靠拢。另外计算机处理能力的增加，信息存储量增多，迫切要求信号传输的高速化。
[0003]通常，我们将频率范围在300MHZ-3000GHZ (波长lm_0.1mm)的电磁波称为微波，用于传输这类电磁信号的线路板称为高频微波印制电路板。近几年，高频微波用高密度多层板(PWBs) 的需求量在逐年增加，PWBs要求更高的电路印制密度及更薄的绝缘层。小型化高性能的电子产品需求量越来越大，相应的要求线路板高密度和高频信号传输。印制电路板高速信号传输线可分为两大类:一类是高频信号传输类，它与无线电的电磁波有关，以正弦波传输信号，如雷达、广播电视和通讯(移动电话、微波通讯、光纤通讯等)；另一类是高速逻辑信号传输类，以数字信号传输，与电磁波的方波传输有关，主要在电脑、计算机中应用，现在已应用到家电和通讯类电子产品中。运用高密度互联和高频传输特性的印制电路板(PCB)，成为了发展的趋势。在高度信息化的社会，信息量会越来越大，传输速度越来越快，信号频率从3GHz以下的特高频(UHF)、发展到10GHz、到超高频(SHF)。高频信号受制于集肤效应，只能在铜线路的表层(1-2 μ m)传递，粗糙的表面将增加高频信号的线性损耗。研究发现，频率为1GHz的电磁信号，在表面粗度为Oym的导体传输损耗-15.8dB/m，表面粗度为0.5 μ m、1.0 μ m、3 μ m的导体传输损耗依次为-20dB/m、-24dB/m、-26dB/m。在遏制传输损耗方面，具有光滑表面的无轮廓铜箔具有明显优势。因此，用于PWBs的高频微波印制电路板要实现更小的线距，应用无轮廓(Rz〈1.5ym，IS0标准)电解铜箔是发展的趋势。当前的PCB制成多采取减成法作业，可达到10-20 μ m线距的水平。使用一般的铜箔(如标准STD、高温延展HTE铜箔，属于MP铜箔)，在制作精细电路时铜箔表面较粗糙难于蚀刻干净，容易出现短路异常，即使采用超低轮廓(VLP，Rz2-3um)铜箔，印制线路的制程也被限制在50 μ m线距，而无轮廓铜箔用于高频传输的PWBs，L/S为25 μ m/25 μ m。
[0004]高密度和高频微波印制电路板用无轮廓电解铜箔，属于高端的特殊铜箔产品。目前，只有日本的部分铜箔厂家能够量产。国内的高频微波板厂家和高水平的PWBs生产企业，所用的铜箔主要依靠进口。在国内，很少有厂家能生产高频板用铜箔。我公司在2012年开发了 VLP型高频微波板用铜箔，之后一直致力于无轮廓高频微波板用铜箔的研究，于2013年下半年获得成功。
[0005]高密度和高频微波印制电路板采用无轮廓铜箔，与一般的铜箔相比其生产流程基本相同，其技术难点有两个:一是电解铜箔的无轮廓化，其中添加剂配方是关键；二是无轮廓的铜箔在无粗化的表面处理条件下，如何提高其抗剥离强度。
[0006]一般的电解铜箔，需要经过粗化处理和涂覆硅烷偶联剂，来提高铜箔在树脂基材上的抗剥离强度。无轮廓铜箔的毛面(晶体生长面)Rz要求〈1.5 μ m，光泽度(60° )700以上，显然使用粗化的办法是不可取的。可行的技术方案是研究界面力的作用，使用特殊的偶联剂来增加粘合强度。电解铜箔生产，常见的硅烷偶联剂如环氧基的Y —(2，3_环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷(KH560)、氨基类的Y —氨丙基三乙氧基硅烷(KH550)等，这些偶联剂处理的铜箔在高频微波印制电路板材上，对抗剥离强度的提高效果不明显。这是本发明要解决的主要问题。
【发明内容】
[0007]本发明针对上述现有技术存在的不足，提供一种表面处理剂，其喷涂在无轮廓铜箔的表面可显著提高铜箔在高频微波电路板上的抗剥离强度。
[0008]本发明解决上述技术问题的技术方案如下:一种无轮廓电解铜箔用表面处理剂，每升表面处理剂的水溶液中含有:0.5-2.0g的Ν-( β -氨乙基)-Y -氨丙基三甲氧基硅烷KH792、0.5-2.0g的N-乙烯基苄基_2_氨乙基-3-氨丙基三甲氧基硅烷盐酸盐ΚΗ559和
0.1-0.4g的硅酸乙酯TEOSo
[0009]在K4P207150g/L、Zn2+5g/L、PH9.4、温度 36°C、添加剂(添加剂为 Mo、Co、N1、Fe 的硫酸盐或氯化盐中的一种)60mg/L的条件下，进行镀锌；然后在铬酸钾8g/L、PH11.5、温度35°C条件下钝化处理；对铜箔进行镀锌和钝化处理之后，再涂覆一层上述表面处理剂，喷涂温度为20-30°C，时间为2-6S。
[0010]本发明的有益效果是:本发明的表面处理剂成分简单，原料易得，使用方便。将本发明的表面处理剂喷涂在无轮廓铜箔的表面，可显著提高其在高频微波电路板上的抗剥离强度，无轮廓铜箔在聚酰亚胺树脂或聚四氟乙烯基材上的抗剥离强度> 0.6N/mm。
【具体实施方式】
[0011]以下对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。
[0012]实施例1
[0013]一种无轮廓电解铜箔用表面处理剂,每升表面处理剂的水溶液中含有:0.5g的N- ( β -氛乙基-氛丙基二甲氧基硅烷KH792、0.5g的N-乙烯基苄基_2_氛乙基-3-氛丙基三甲氧基硅烷盐酸盐KH559和0.1g的硅酸乙酯TE0S。
[0014]在K4P207150g/L、Zn2+5g/L、PH9.4、温度 36°C、添加剂(添加剂为 Mo、Co、N1、Fe 的硫酸盐或氯化盐中的一种)60mg/L的条件下，进行镀锌；然后在铬酸钾8g/L、PH11.5、温度35°C条件下钝化处理；对铜箔进行镀锌和钝化处理之后，再涂覆一层上述表面处理剂，喷涂温度为28°C，时间为3s。
[0015]处理后的12 μ m无轮廓铜箔，在聚四氟乙烯基材上的抗剥离强度0.65N/mm。
[0016]实施例2
[0017]本实施例与实施例1不同之处在于:
[0018]每升表面处理剂的水溶液中含有:1.0g的Ν-( β -氨乙基)_ Y -氨丙基三甲氧基硅烷ΚΗ792、1.0g的N-乙烯基苄基-2-氨乙基_3_氨丙基三甲氧基硅烷盐酸盐ΚΗ559和
0.2g的硅酸乙酯TEOS。喷涂温度为25°C，时间为4s。
[0019]处理后的12 μ m无轮廓铜箔，在聚四氟乙烯基材上的抗剥离强度0.66N/mm。
[0020]实施例3
[0021]本实施例与实施例1不同之处在于:
[0022]每升表面处理剂的水溶液中含有:2.0g的Ν-( β -氨乙基)-Y -氨丙基三甲氧基硅烷ΚΗ792、1.5g的N-乙烯基苄基_2_氨乙基_3_氨丙基三甲氧基硅烷盐酸盐KH559和
0.3g的硅酸乙酯TEOS。喷涂温度为30°C，时间为2s。
[0023]处理后的12 μ m无轮廓铜箔，在聚四氟乙烯基材上的抗剥离强度0.70N/mm。
[0024]实施例4
[0025]本实施例与实施例1不同之处在于:
[0026]每升表面处理剂的水溶液中含有:1.58的^(0-氨乙基)-^-氨丙基三甲氧基硅烷KH792、2.0g的N-乙烯基苄基_2_氨乙基-3-氨丙基三甲氧基硅烷盐酸盐KH559和
0.4g的硅酸乙酯TEOS。喷涂温度为23°C，时间为5s。
[0027]处理后的12 μ m无轮廓铜箔，在聚四氟乙烯基材上的抗剥离强度0.62N/mm。
[0028]实施例5
[0029]本实施例与实施例1不同之处在于:
[0030]每升表面处理剂的水溶液中含有:0.Sg的Ν-( β -氨乙基)-Y -氨丙基三甲氧基硅烷ΚΗ792、1.2g的N-乙烯基苄基_2_氨乙基_3_氨丙基三甲氧基硅烷盐酸盐KH559和
0.25g的硅酸乙酯TE0S。喷涂温度为26°C，时间为3s。
[0031]处理后的12 μ m无轮廓铜箔，在聚四氟乙烯基材上的抗剥离强度0.64N/mm。
[0032]为更好的说明本发明的效果，以下给出三个比较例:
[0033]比较例I
[0034]本比较例与实施例1不同之处在于:
[0035]对铜箔进行镀锌和钝化处理之后，涂覆一层上述表面处理剂，该表面处理剂为:每升表面处理剂的水溶液中含有4g的Y —(2，3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷KH560。喷涂温度为26°C，时间为3s。
[0036]处理后的12 μ m无轮廓铜箔，在聚四氟乙烯基材上的抗剥离强度0.25N/mm。
[0037]比较例2
[0038]本比较例与比较例I不同之处在于:
[0039]对铜箔进行镀锌和钝化处理之后，涂覆一层上述表面处理剂，该表面处理剂为:每升表面处理剂的水溶液中含有3.5g的Y —氨丙基三乙氧基硅烷KH550。
[0040]处理后的12 μ m无轮廓铜箔，在聚四氟乙烯基材上的抗剥离强度0.22N/mm。
[0041]比较例3
[0042]本比较例与比较例I不同之处在于:
[0043]对铜箔进行镀锌和钝化处理之后，涂覆一层上述表面处理剂，该表面处理剂为:每升表面处理剂的水溶液中含有3.0g的Y —(2，3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷KH560。
[0044]处理后的12 μ m无轮廓铜箔，在聚四氟乙烯基材上的抗剥离强度0.20N/mm。
[0045]为了更清楚的描述本发明，表1列出了各实施例、比较例得到的铜箔的性能数据对照。
[0046]表1
[0047]
【权利要求】
1.一种无轮廓电解铜箔用表面处理剂，其特征在于每升表面处理剂的水溶液中含有:.0.5-2.0g的N- ( β -氨乙基)-Y -氨丙基三甲氧基硅烷KH792、0.5-2.0g的N-乙烯基苄基-2-氨乙基-3-氨丙基 三甲氧基硅烷盐酸盐ΚΗ559和0.1-0.4g的硅酸乙酯TEOS。
【文档编号】B05D7/14GK104177879SQ201410347996
【公开日】2014年12月3日 申请日期:2014年7月22日 优先权日:2014年7月22日
【发明者】刘建广, 杨祥魁, 徐策, 宋淑平, 徐树民, 王天堂, 赵东, 王学江, 王其伶 申请人:山东金宝电子股份有限公司