专利名称：覆铜板用铝基的加工处理方法
技术领域：
本发明涉及铝基覆铜板的制造领域，具体涉及铝基覆铜板制造过程中对铝基的处理技术。
背景技术：
铝基覆铜箔层压板(简称铝基覆铜板或铝基板)具有优异的导热性能、尺寸稳定性及独特的电磁屏蔽性能，被广泛应用于大功率模块、高密度集成封装电路及其它大功率电子电路产品中。近几年，随着绿色照明技术的飞速发展，铝基覆铜板已成为大功率LED产品的首选材料。现有铝基板的制造技术还尚未成熟，比较突显的问题就是铝基板分层。经过研究， 无论是过焊受热分层还是机械振动分层，或者是机械加工分层，其分层基本都发生在绝缘层与铝基的粘接界面上，分层的原因有两方面，一是铝基膜层与树脂的粘接性低，二是膜层疏松。因此，改善铝基膜层结构，提高膜层的吸附力，就可以有效地降低板材层间分层概率。现有铝基表面的处理方法，包括氧化型和抛磨型两种。对于普通日用照明器材来讲，抛磨法的铝基板基本能满足要求，并具有低成本的优势；而对于汽车照明、点火器、调压器等汽车用及其它高性能电器方面的铝基板，则必须选择氧化型铝基板，因为氧化型铝基板与抛磨型铝基板相比，膜层微观结构粗糙，粘接界面大，对树脂吸附性强，有利于提高层间粘接强度。对于氧化型铝基板，其铝板表面经过阳极电化学氧化，形成一层微孔状的铝氧化膜，此铝氧化膜，可与绝缘层树脂形成紧密的物理吸附和化学键，提高了层间粘接强度和耐焊性。铝的阳极电化学氧化中，影响氧化膜致密性的因素很多，主要包括电流、电压、氧化介质及温度等。本申请通过大量实验得到以下信息电化学氧化过程中，电压越低、电流密度越大、温度越低，则膜越致密且硬度越大， 但生产效率很低、膜的脆性大，易龟裂；反之，电压越高、电流密度越大、温度越高，则膜越疏松，但孔穴率越高，吸附性越强。由此可见，不同氧化条件下各有利弊，所以本申请主要通过调整氧化介质成份，拓宽氧化工艺温度范围着手，求得质量稳定的膜层。另外，欲提高绝缘层与铝基的粘接强度，还可以通过提高膜层的吸附性能来增大对树脂的物理化学键合，膜孔越大，树脂分子能渗入膜孔内，键合面积就越大，键合强度也越大。一般以硫酸为主介质的的氧化膜，其膜孔孔径只有10 40nm，而氧化膜在空气中由于潮汽的影响，有自然封孔的现象，因此，作为铝基板用氧化铝板，需要进行膜孔扩孔处理， 以增大膜孔孔径。
发明内容
本发明目的是解决现有铝基板铝氧化膜不稳定、膜层吸附性小的缺陷，提供一种覆铜板用铝基的加工处理方法，由以下技术方案实现。一种覆铜板用铝基的加工处理方法，包括对铝基的化学除油粗化步骤和电化学氧化制得氧化膜的步骤；其特征在于，混合酸电解氧化液，其配方为硫酸100 150ml/L ；硫酸铝2 6g/L ；草酸8 12g/L ；三乙醇胺2 6ml/L。上述铝基的加工处理方法，还包括氧化膜扩孔步骤将氧化后的铝板室温下浸入扩孔液中，扩孔1 :3min后，水洗后于100 110°C下热风烘干；扩孔液配方为水溶液、苯磺酸5 10g/L。所述混合酸氧化步骤所采用设备为铝氧化整流器，阴极铅板；阴极面积阳极面积1.5 2 ；氧化时，将除油粗化后的铝板用挂具固定于阳极杠上，通电后，先在I1 = 2 3A/dm2，仏=18 20V 下氧化 5 lOmin，然后在 I2 = 1 1. 5A/dm2，U2 = 12 16V 下氧化25 30min，氧化过程中温度控制在15 30°C ；之后取出铝板，水洗。所述化学除油、粗化步骤，是在高浓度的碱液中，配以表面活性剂、促进剂及缓蚀剂，在一定温度下使铝板表面蚀刻出微观粗糙而又细腻的活性界面；其中的高浓度的碱液配方为水溶液、氢氧化钠35 45g/L、磷酸三钠35 45g/L、硝酸钠2 10g/L ；温度控制为85°C 95°C ；浸泡时间3 5min。本发明对铝基氧化所采用的氧化介质进行了调整，采用了混合酸介质体系，使得铝表面氧化膜膜层致密性稳定，同时又具有高的孔穴率。此外，增设独特的扩孔技术，增大膜孔微孔孔径2 3倍，提高了铝基对绝缘层树脂的吸附能力，从而提高层间粘接强度及 PCB板的耐焊性。
图1为本发明实施例提供的铝基处理方法的流程图。图2为本发明实施例中混合酸介质氧化的高纯铝1100型的表面氧化膜示意图。图3为本发明实施例中混合酸介质条件下的氧化膜经专利扩孔技术扩孔后孔径变大示意图。
具体实施例方式如图1所示，本实施例提供的铝基加工处理方法包括化学除油粗化步骤、混合酸点化学氧化步骤以及氧化膜扩孔步骤，下面详细说明一、化学除油、粗化步骤在高浓度的碱液中，配以表面活性剂、促进剂及缓蚀剂， 在一定温度下使铝板表面蚀刻出微观粗糙而又细腻的活性界面。其中，高浓度的碱液配方为水溶液、氢氧化钠(工业级)40g/L、磷酸三钠(工业级)40g/L、硝酸钠(工业级)5g/L ；温度控制为85°C 95°C ；浸泡时间:4min0二、混合酸氧化步骤设备采用铝氧化整流器，氧化液采用混合酸电解氧化液，将除油粗化后的铝板用挂具固定于阳极杠上，通电后，先在Ip U1电流下氧化一定时间，然后在I2、U2条件下氧化一定时间，结束后，取出铝板，水洗。其中，混合酸电解氧化液配方为硫酸(H2SO4)，100ml/L ；硫酸铝 (Al2 (SO4) 3 · 18H20)4g/L ；草酸(H2C2O4 · 2H20)8g/L ；三乙醇胺(N(CH2CH2OH) 3) 2ml/L。本实施例将强酸性体系与弱酸性多元酸体系混合，形成一种复合酸氧化介质，一方面可以提高氧化膜的生长速度，另一方面，可以提高氧化膜的致密程度，同时保证膜层具有一定比例的孔穴含量，并能拓宽介质工作温度范围，以维持膜层质量的稳定。
氧化工艺为J1 = SAZdm2jU1 = 20V, IOmin ；及 I2 = 1. 5A/dm2，U2 = 16V,25min ；温度20°C ；阴极铅板；阴极面积阳极面积2:1。三、氧化膜扩孔步骤将氧化后的铝板室温下浸入扩孔液中，扩孔aiiin后，水洗， 然后于105°C下热风烘干。其中，扩孔液配方为水溶液、苯磺酸(C6H5SO3H) 5g/L。温度室温；扩孔时间2min。下面通过数据比较说明本实施例方法较现有技术的有益效果将型号1100的高纯铝分别经硫酸、草酸、上述实施例混合酸阳极氧化，阳极电流密度为3A/dm2，使氧化膜层厚度达到20 25 μ m,并对上述实施例混合酸氧化膜进行扩孔， 然后分别用环氧树脂FR-4的1080半固化片压合形成铝基覆铜板，固化时间均为ai/180°C， 最后对各覆铜板做热冲击耐热试验，实验结果如表1所示表 权利要求
1.一种覆铜板用铝基的加工处理方法，包括对铝基的化学除油粗化步骤和电化学氧化制得氧化膜的步骤；其特征在于，混合酸电解氧化液，其配方为硫酸100 150ml/L ；硫酸铝2 6g/L ；草酸8 12g/L ；三乙醇胺2 6ml/L。
2.根据权利要求1所述的覆铜板用铝基的加工处理方法，其特征在于还包括氧化膜扩孔步骤将氧化后的铝板室温下浸入扩孔液中，扩孔1 :3min后，水洗后于100 110°C 下热风烘干；扩孔液配方为水溶液、苯磺酸5 10g/L。
3.根据权利要求1所述的覆铜板用铝基的加工处理方法，其特征在于所述混合酸氧化步骤所采用设备为铝氧化整流器，阴极铅板；阴极面积阳极面积1. 5 2 ；氧化时，将除油粗化后的铝板用挂具固定于阳极杠上，通电后，先在I1 = 2 3A/dm2，仏=18 20V 下氧化5 lOmin，然后在I2 = 1 1. 5A/dm2，U2 = 12 16V下氧化25 30min，氧化过程中温度控制在15 30°C ；之后取出铝板，水洗。
4.根据权利要求1所述的覆铜板用铝基的加工处理方法，其特征在于所述化学除油、 粗化步骤，是在高浓度的碱液中，配以表面活性剂、促进剂及缓蚀剂，在一定温度下使铝板表面蚀刻出微观粗糙而又细腻的活性界面；其中的高浓度的碱液配方为水溶液、氢氧化钠35 45g/L、磷酸三钠35 45g/L、硝酸钠2 10g/L ；温度控制为85°C 95°C ；浸泡时间3 5min。
全文摘要
本发明公开一种覆铜板用铝基的加工处理方法，包括对铝基的化学除油粗化步骤和电化学氧化制得氧化膜的步骤；其特征在于，混合酸电解氧化液，其配方为硫酸100～150ml/L；硫酸铝2～6g/L；草酸8～12g/L；三乙醇胺2～6ml/L；该还进而包括氧化膜扩孔步骤，扩孔液配方为水溶液、苯磺酸5～10g/L。本发明对铝基氧化所采用的氧化介质进行了调整，采用了混合酸介质体系，使得铝表面氧化膜膜层致密性稳定，同时又具有高的孔穴率。此外，增设独特的扩孔技术，增大膜孔微孔孔径2～3倍，提高了铝基对绝缘层树脂的吸附能力，从而提高层间粘接强度及PCB板的耐焊性。
文档编号C25D11/06GK102304740SQ20111022484
公开日2012年1月4日 申请日期2011年8月5日 优先权日2011年8月5日
发明者马憬峰 申请人:金安国纪科技(珠海)有限公司