一种表面处理电解铜箔的工艺方法及其处理的铜箔的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种电解铜箔的一次性表面处理工艺方法，步骤如下：1、粗化溶液制备：将阴极铜、硫酸、软水混合溶解，生成硫酸铜溶液，再向硫酸铜溶液中加入添加剂A，混合充分后进入粗化槽进行电镀；2、固化溶液制备：将阴极铜、硫酸、软水混合溶解，生成硫酸铜溶液，进入固化槽进行电镀；3、镀锌合金溶液制备，钝化处理：硫酸锌，铬酸酐，磷酸分别溶解，再将硫酸锌溶液加入铬酸和磷酸混合溶液中，再将添加剂D溶液滴加入混合溶液中同时用氢氧化钠调整pH值，混合充分后进入镀锌合金槽进行电镀；4、喷涂黏合剂：将黏合剂溶于水中，通过循环喷涂在铜箔表面。本发明工艺简单，流程少，钝化液成分稳定，处理的电解铜箔，具有优良的物性。
【专利说明】—种表面处理电解铜箔的工艺方法及其处理的铜箔
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种电解铜箔的表面处理工艺，属于电解铜箔处理工艺【技术领域】。
【背景技术】
[0002]电解铜箔是印制电路板的重要材料，主要用于电子计算机、工业控制、航空航大及所有电器等领域。近年来，国内电子信息产业迅猛发展，印制电路板及其上游产品的铜箔需求量也随之增长，为电解铜箔行业带来了良好的市场前景和发展机遇。据中国电于元件行业协会印制电路分会调查，我国已经成为印制电路板输出大国。电解铜箔在工业、国防现代化建设中的重要性越来越明显，它直接影响到电子、电器产品的基本性能，特别是用在高精密仪器上的高档电解铜箔，其生产技术的高低在某种程度上反映了一个国家工业产品的先进水平。目前，国内高档电解铜箔的生产技术与美国、日本相比存在较大差距，造成高档电解铜箔主要依靠进口的局面。
[0003]中国发明专利200610070549.3提供了一种电解铜箔的灰色表面处理工艺，生产工序为在电解铜箔的表面进行粗化、固化、弱粗化电沉积铜或铜合金，再电镀一层锌合金，再经过铬酸盐钝化处理并涂敷一层黏合剂。该发明虽然解决了铜箔表面镀纯锌处理工艺的耐盐酸性能不够理想的缺陷，提高了电解铜箔常温、高温下防氧化能力，但是工艺步骤复杂，电镀的好坏除了与电镀工艺有关外还与电镀液密切相关，在中国发明专利200610070549.3中，铜箔经过酸性条件下的弱粗化电镀液、碱性条件下的镀锌合金电镀液和铬酸盐钝化电镀液的处理，易在连续生产中导致电解液形成沉淀，同时该处理经过6个工艺步骤，成份控制范围小，影响钝化效果，因此导致生产工艺复杂。
【发明内容】
[0004]本发明的目的是提供一种优化的电解铜箔单槽一次性酸性钝化表面处理工艺，将分别在三个电解槽中进行的电镀一层纳米级的锌合金；镍合金；铬酸盐钝化过程简化到在一个电解槽中进行，提高钝化液稳定性。
[0005]本发明是在电解铜箔的表面进行粗化、固化电沉积铜或铜合金，再经过一次性钝化处理并涂敷一层黏合剂，过程只要4个步骤，简化处理工艺。
[0006]本发明一种表面处理电解铜箔的工艺方法，其工艺步骤如下:
a、粗化溶液制备:将阴极铜、硫酸、软水混合溶解，生成硫酸铜溶液，再向硫酸铜溶液中加入表面活性物质添加剂A，混合充分后进入粗化槽进行电镀，每升粗化溶液含:铜10-30克，硫酸80-200克，表面活性物质添加剂A 5-50毫克；
b、固化溶液制备:将阴极铜、硫酸、软水混合溶解，生成硫酸铜溶液，进入固化槽进行电镀，每升固化溶液含:铜50-100克，硫酸80-200克；
C、镀锌合金溶液制备，钝化处理:将硫酸锌、铬酸酐、磷酸分别溶解于水中，再将硫酸锌溶液加入铬酸和磷酸混合溶液中，然后，在其中滴加入可溶盐添加剂D，同时用氢氧化钠调整PH值至2-6，混合充分后进入镀锌合金槽进行电镀，每升镀锌合金溶液含:锌离子200-850毫克，铬酸根离子1-10克，磷酸0.1-2克，可溶盐添加剂D 200-800毫克；
d、喷涂黏合剂:将黏合剂溶于水中，每升溶液中含黏合剂300-1000毫克，通过循环喷涂在铜箔表面。
[0007]为了获得更好的技术效果，步骤a中生成的粗化溶液中，每升粗化溶液含:铜15-25克，硫酸100-170克，表面活性物质添加剂A 10-35毫克，电镀温度为25_50°C，粗化电流密度为25-40A/dm2 ;步骤a中所述表面活性物质添加剂A为明胶、羟乙基纤维素、苯并三氮唑、阿拉伯树胶、砷酸、稀土中的一种或多种物质的组合；步骤b中生成的固化溶液中，每升固化溶液含:铜60-80克，硫酸90-180克，电镀温度为35-50°C，固化电流密度为20-30A/dm2 ;步骤c中生成的镀锌合金溶液中，每升镀锌合金溶液含:锌离子300-750毫克，铬酸根离子2-7克，磷酸0.5-1.5克，可溶盐添加剂D 300-700毫克，pH值为2-5，电镀温度为25-50°C，钝化电流密度为0.5-3A/dm2 ;步骤c中所述可溶盐添加剂D为钥、铟、钴、镍、铜、铁、锡中的一种或多种金属可溶盐的组合；步骤d中所述黏合剂为硅烷偶联剂，喷涂温度为15_40°C ;所述的硅烷偶联剂为氣基硅烷偶联剂、硫基硅烷偶联剂、环氧基硅烷偶联剂中的一种或多种组合。
[0008]本发明提供一种表面处理电解铜箔的工艺方法处理的铜箔，2250C的高温中80分钟内无氧化。
[0009]本发明还提供一种表面处理电解铜箔的工艺方法处理的铜箔，在温度为60°C，湿度为90%的条件下60小时内无氧化。
[0010]本发明工艺包括粗化、固化、钝化和涂黏合剂四个处理步骤，表面处理时，电解铜箔以11.3米/分钟的速度运行，每一处理步骤时间小于3秒，粗化、固化后电解铜箔的表面峰上出现细小的“瘤”状结构。
[0011]1、本发明工艺处理的电解铜箔，具有优良的耐化学药品腐蚀性能，压制FR-4板后，在质量百分比浓度为18%的盐酸溶液中浸泡60分钟后的抗剥强度损失率在10%以内；
2、本发明工艺处理的电解铜箔，具有优良的常温抗氧化性能；
3、本发明工艺处理的电解铜箔，具有优良的高抗氧化性能，在225°C的高温中80分钟内无氧化，在温度为60°C，湿度为90%的条件下60小时内无氧化；
4、本发明工艺处理的电解铜箔，在压制FR4、CEM-1后具有优良的抗剥离强度，表面处理电解铜箔压制FR-4板的抗剥离强度分别为:18 um厚电解铜箔压制FR-4板抗剥离强度大于1.2 N/mm、35um厚电解铜箔压制FR-4板抗剥离强度大于1.6N/mm ；
5、本发明处理亮面铜箔和毛面铜箔工艺一致，简化了生产工艺。
【专利附图】
【附图说明】
[0012]图1为本发明工艺流程图；
图2为本发明处理18 um厚电解铜箔电镜图；
图3为本发明处理35um厚电解铜箔电镜图。
【具体实施方式】
[0013]实施例118 um厚电解铜箔的一次性表面处理工艺方法，具体工序如下:
1、粗化溶液制备:将阴极铜、硫酸、软水混合溶解，生成硫酸铜溶液，再向硫酸铜溶液中加入表面活性物质添加剂A，混合充分后进入粗化槽进行电镀，每升粗化溶液含:铜10-30克，硫酸80-200克，表面活性物质添加剂A 5-50毫克，温度为25°C，表面活性物质添加剂A为稀土，粗化电流密度25-40A/dm2 ；
2、固化溶液制备:将阴极铜、硫酸、软水混合溶解，生成硫酸铜溶液，进入固化槽进行电镀，每升固化溶液含:铜50-100克，硫酸80-200克，温度为35°C，固化电流密度20-30A/dm2 ；
3、镀锌合金溶液制备，钝化处理:将硫酸锌、铬酸酐、磷酸分别溶解于水中，再将硫酸锌溶液加入铬酸和磷酸混合溶液中，然后，在其中滴加入可溶盐添加剂D，同时用氢氧化钠调整PH值至2-6，混合充分后进入镀锌合金槽进行电镀，每升镀锌合金溶液含:锌离子200-850毫克，铬酸根离子1-10克，磷酸0.1-2克，可溶盐添加剂D 200-800毫克，温度为250C，可溶盐添加剂D为可溶性镍盐，钝化电流密度0.5-3A/dm2 ；
4、喷涂黏合剂:将黏合剂溶于水中，每升溶液中含黏合剂300-1000毫克，通过循环喷涂在铜箔表面；该黏合剂为氨基硅烷偶联剂，喷涂温度:15°C。
[0014]表面处理时，电解铜箔以11.3米/分钟的速度运行，每一处理步骤时间小于3秒，粗化、固化后电解铜箔的表面峰上出现细小的“瘤”状结构。
[0015]经电解铜箔的一次性表面处理工艺方法处理的18 um厚铜箔在225°C的高温中80分钟后无氧化，在温度为60°C，湿度为90%的条件下60小时内无氧化，其他物性参数如下:
【权利要求】
1.一种表面处理电解铜箔的工艺方法，其工艺步骤如下: a、粗化溶液制备:将阴极铜、硫酸、软水混合溶解，生成硫酸铜溶液，再向硫酸铜溶液中加入表面活性物质添加剂A，混合充分后进入粗化槽进行电镀，每升粗化溶液含:铜10-30克，硫酸80-200克，表面活性物质添加剂A 5-50毫克； b、固化溶液制备:将阴极铜、硫酸、软水混合溶解，生成硫酸铜溶液，进入固化槽进行电镀，每升固化溶液含:铜50-100克，硫酸80-200克； C、镀锌合金溶液制备，钝化处理:将硫酸锌、铬酸酐、磷酸分别溶解于水中，再将硫酸锌溶液加入铬酸和磷酸混合溶液中，然后，在其中滴加入可溶盐添加剂D，同时用氢氧化钠调整PH值至2-6，混合充分后进入镀锌合金槽进行电镀，每升镀锌合金溶液含:锌离子200-850毫克，铬酸根离子1-10克，磷酸0.1-2克，可溶盐添加剂D 200-800毫克； d、喷涂黏合剂:将黏合剂溶于水中，每升溶液中含黏合剂300-1000毫克，通过循环喷涂在铜箔表面。
2.如权利要求1所述一种表面处理电解铜箔的工艺方法，其特征在于:步骤a中生成的粗化溶液中，每升粗化溶液含:铜15-25克，硫酸100-170克，表面活性物质添加剂A10-35毫克，电镀温度为25-50°C，粗化电流密度为25_40A/dm2。
3.如权利要求1所述一种表面处理电解铜箔的工艺方法，其特征在于:步骤a中所述表面活性物质添加剂A为明胶、羟乙基纤维素、苯并三氮唑、阿拉伯树胶、砷酸、稀土中的一种或多种物质的组合。
4.如权利要求1所述一种表面处理电解铜箔的工艺方法，其特征在于:步骤b中生成的固化溶液中，每升固化溶液含:铜60-80克，硫酸90-180克，电镀温度为35-50°C，固化电流密度为20-30A/dm2。
5.如权利要求1所述一种表面处理电解铜箔的工艺方法，其特征在于:步骤c中生成的镀锌合金溶液中，每升镀锌合金溶液含:锌离子300-750毫克，铬酸根离子2-7克，磷酸0.5-1.5克，可溶盐添加剂D 300-700毫克，pH值为2_5，电镀温度为25_50°C，钝化电流密度为 0.5-3A/dm2。
6.如权利要求1所述一种表面处理电解铜箔的工艺方法，其特征在于:步骤c中所述可溶盐添加剂D为钥、铟、钴、镍、铜、铁、锡中的一种或多种金属可溶盐的组合。
7.如权利要求1所述一种表面处理电解铜箔的工艺方法，其特征在于:步骤d中所述黏合剂为硅烷偶联剂，喷涂温度为15-40°C。
8.如权利要求7所述一种表面处理电解铜箔的工艺方法，其特征在于:所述的硅烷偶联剂为氣基硅烷偶联剂、硫基硅烷偶联剂、环氧基硅烷偶联剂中的一种或多种组合。
9.一种使用权利要求1所述一种表面处理电解铜箔的工艺方法处理的铜箔，其特征在于:在225°C的高温中80分钟内无氧化。
10.如权利要求9所述一次性表面处理电解铜箔的工艺方法处理的铜箔，其特征在于:在温度为60°C，湿度为90%的条件下60小时内无氧化。
【文档编号】C25D5/48GK103469267SQ201310341146
【公开日】2013年12月25日 申请日期:2013年8月7日 优先权日:2013年8月7日
【发明者】丁浩, 黄永发 申请人:江西铜业股份有限公司