一种高粗化电解铜箔的制备方法与流程

本发明涉及电子材料技术领域，具体是涉及一种高粗化电解铜箔的制备方法。

背景技术：

随着微电子集成技术和组装技术的快速发展，电子元器件和逻辑电路的体积越来越小，从而使得工作频率急剧增加，元器件的工作环境温度越来越高，所以为了防止元件过热，需要将产生的大量热能及时传导至外部，保证电子元器件长时间可靠、正常的工作。金属铜热导率为370w/m·k，导热性能优良，同时具有优良导电性能，所以制备一种与绝缘散热基材性能匹配的电解铜箔至关重要。

电子元器件的发展也要求导热结构中的绝缘散热材料具有高散热能力，传统使用fr-4基材，热导率仅为0.18-0.25w/m·k，无法满足产品快速散热的需求，目前国内高导热材料绝缘层主要以陶瓷为主，如氧化铝、氧化铍、氮化铝、氮化硼等。热导率相对优良，可以满足大部分大功率器件的散热需求，为了进一步提升电器元件绝缘材料的散热能力，相继出现了碳氢、ptfe等高导热、低损耗的介质。而此类材料的普遍特点是表面平滑，与铜箔粘结强度低。

技术实现要素：

针对上述技术问题，本发明的目的在于提供一种适用于高导热绝缘基材的高粗化电解铜箔的制备方法，通过调整多段粗化、固化处理电流密度，选用与基材匹配的硅烷类型，调整浓度,制备了粗糙度rz(18μm)为8.0-9.0μm且无铜粉风险的高粗糙度铜箔(标准hte电解铜箔rz为5.5-6.5μm)。涂覆甲基酰氧基硅烷之后，在碳氢材料上剥离强度，与其他类型硅烷比较剥离强度提升了0.1-0.2，符合覆铜板工艺剥离强度生产要求。

为了实现上述的目的，本发明提供的一种高粗化电解铜箔的制备方法，采用三段粗化、固化处理，甲基丙烯酰氧基硅烷涂覆形成有机层，制备了在碳氢材料上具有较高剥离强度的高粗化铜箔。其中三段粗化采用低浓度铜、高浓度酸，一定含量的金属离子，且三段粗化溶液相同。固化处理是较高铜浓度的酸性溶液，且三段溶液成分相同，硅烷以水溶液方式喷涂于铜箔压合面，具体溶液指标如下：

粗化硫酸铜镀液中所含钴离子浓度为180-360ppm。

粗化硫酸铜镀液中所含铜离子浓度为14-20g/l。

粗化硫酸铜镀液中所含硫酸浓度为115-125g/l。

固化硫酸铜镀液中所含铜离子浓度为45-55g/l。

固化硫酸铜镀液中所含硫酸浓度为95-115g/l。

甲基丙烯酰氧基硅烷浓度为0.5％-1.0％(v/v)。

粗化硫酸铜镀液的温度为19-30℃，固化硫酸铜溶液温度为38-46℃。

粗化电流密度为0.5-0.7a/cm²，固化电流密度为0.3-0.4a/cm²，粗化和固化的电镀时间均为2.5-3.5s。

本发明的有益效果：

本发明通过调整多段粗化、固化的电流密度，调整电镀液的成分，在电解铜箔上涂覆甲基酰氧基硅烷，制备了粗糙度为8.0-9.0μm且无铜粉风险的高粗糙度铜箔，在碳氢材料上的剥离强度为0.56-0.6kg/cm。

附图说明

图1是本发明实施例1所述方法制备的电解铜箔的sem图；

图2是本发明对比例1所述方法制备的电解铜箔的sem图；

以下结合附图及实施例对本发明作进一步说明。

具体实施方式

为了更清楚、完整的描述本发明的技术方案，以下通过具体实施例进一步详细说明本发明，应当理解，此处所描述的具体实施例仅用于解释本发明，并不用于限定本发明，可以在本发明权利限定的范围内进行各种改变。

实施例1

一种高粗化电解铜箔的制备方法，采用三段粗化、固化处理，甲基丙烯酰氧基硅烷涂覆形成有机层，制备了在碳氢材料上具有较高剥离强度的高粗化铜箔。其中三段粗化采用低浓度铜、高浓度酸，一定含量的金属离子，且三段粗化溶液相同。固化处理是较高铜浓度的酸性溶液，且三段溶液成分相同，硅烷以水溶液方式喷涂于铜箔压合面，具体溶液指标如下：

粗化硫酸铜镀液中所含钴离子浓度为240ppm。

粗化硫酸铜镀液中所含铜离子浓度为17g/l。

粗化硫酸铜镀液中所含硫酸浓度为120g/l。

固化硫酸铜镀液中所含铜离子浓度为50g/l。

固化硫酸铜镀液中所含硫酸浓度为105g/l。

甲基丙烯酰氧基硅烷浓度为0.75％(v/v)。

粗化硫酸铜镀液的温度为28℃，固化硫酸铜溶液温度为42℃。

粗化电流密度为0.6a/cm²，固化电流密度为0.35a/cm²，粗化和固化的电镀时间均为3s。

所得电解铜箔粗糙度9.0μm，碳氢材料上的剥离强度0.6kg/cm。

实施例2

一种高粗化电解铜箔的制备方法，采用三段粗化、固化处理，甲基丙烯酰氧基硅烷涂覆形成有机层，制备了在碳氢材料上具有较高剥离强度的高粗化铜箔。其中三段粗化采用低浓度铜、高浓度酸，一定含量的金属离子，且三段粗化溶液相同。固化处理是较高铜浓度的酸性溶液，且三段溶液成分相同，硅烷以水溶液方式喷涂于铜箔压合面，具体溶液指标如下：

粗化硫酸铜镀液中所含钴离子浓度为180ppm。

粗化硫酸铜镀液中所含铜离子浓度为14g/l。

粗化硫酸铜镀液中所含硫酸浓度为115g/l。

固化硫酸铜镀液中所含铜离子浓度为45g/l。

固化硫酸铜镀液中所含硫酸浓度为95g/l。

甲基丙烯酰氧基硅烷浓度为0.5％(v/v)。

粗化硫酸铜镀液的温度为19℃，固化硫酸铜溶液温度为38℃。

粗化电流密度为0.5a/cm²，固化电流密度为0.3a/cm²，粗化和固化的电镀时间均为2.5s。

所得电解铜箔粗糙度8.5μm，碳氢材料上的剥离强度0.58kg/cm。

实施例3

一种高粗化电解铜箔的制备方法，采用三段粗化、固化处理，甲基丙烯酰氧基硅烷涂覆形成有机层，制备了在碳氢材料上具有较高剥离强度的高粗化铜箔。其中三段粗化采用低浓度铜、高浓度酸，一定含量的金属离子，且三段粗化溶液相同。固化处理是较高铜浓度的酸性溶液，且三段溶液成分相同，硅烷以水溶液方式喷涂于铜箔压合面，具体溶液指标如下：

粗化硫酸铜镀液中所含钴离子浓度为360ppm。

粗化硫酸铜镀液中所含铜离子浓度为20g/l。

粗化硫酸铜镀液中所含硫酸浓度为125g/l。

固化硫酸铜镀液中所含铜离子浓度为55g/l。

固化硫酸铜镀液中所含硫酸浓度为115g/l。

甲基丙烯酰氧基硅烷浓度为1.0％(v/v)。

粗化硫酸铜镀液的温度为30℃，固化硫酸铜溶液温度为46℃。

粗化电流密度为0.7a/cm²，固化电流密度为0.4a/cm²，粗化和固化的电镀时间均为3.5s。

所得电解铜箔粗糙度8.0μm，碳氢材料上的剥离强度0.56kg/cm。

对比例1

标准hte电解铜箔。

由图2可知，对比例1采用传统表面粗化处理，电镀量少，粗糙度6.5μm，碳氢材料上的剥离强度0.4kg/cm，不满足要求。

最后需要强调的是，以上所述仅为本发明的优选实施例，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种变化和更改，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。