CN102602110A

CN102602110A - 覆铜板的制备方法

Info

Publication number: CN102602110A
Application number: CN2012100753454A
Authority: CN
Inventors: 萧标颖
Original assignee: SUZHOU GLORY GREEN LIGHTING SYSTEM Corp
Current assignee: Kingboard Laminates (Shaoguan) Co., Ltd.
Priority date: 2012-03-21
Filing date: 2012-03-21
Publication date: 2012-07-25
Anticipated expiration: 2032-03-21
Also published as: CN102602110B

Abstract

本发明公开了一种覆铜板的制备方法，所述覆铜板包括基板和设置在基板表面的铜层，所述基板由纳米复合塑料制成，所述纳米复合塑料包括塑料基体和以纳米级尺寸分散在塑料基体中的无机填充物，它包括以下步骤： A ）对基板的表面进行表面粗化； B ）在基板的粗化表面进行钯活化并对其金属化后形成一薄层； C ）采用电镀将铜镀在完成金属化的薄层上形成新鲜的金属镀层； D ）在新鲜的金属镀层上附着有机表面保护剂或金属抗氧化剂，烘干成型。

Description

覆铜板的制备方法

技术领域

本发明涉及到一种制备方法，尤其涉及一种覆铜板的制备方法。

背景技术

一般印制板用基板材料可分为两大类：刚性基板材料和柔性基板材料。一般刚性基板材料的重要品种是覆铜板。它是用增强材料(Reinforeing Material)，浸以树脂胶黏剂，通过烘干、裁剪、叠合成坯料，然后覆上铜箔，用钢板作为模具，在热压机中经高温高压成形加工而制备的。一般的多层板用的半固化片，则是覆铜板在制作过程中的半成品(多为玻璃布浸以树脂，经干燥加工而成)。覆铜箔板的分类方法有多种。一般按板的增强材料不同，可划分为：纸基、玻璃纤维布基、复合基(CEM系列)、积层多层板基和特殊材料基(陶瓷、金属芯基等)五大类。若按板所采用的树脂胶黏剂不同进行分类，常见的纸基CCI有：酚醛树脂(XPc、XxxPC、FR—1、FR—2等)、环氧树脂(FE—3)、聚酯树脂等各种类型。常见的玻璃纤维布基 CCL有环氧树脂(FR—4、FR—5)，它是目前最广泛使用的玻璃纤维布基类型。另外还有其他特殊性树脂(以玻璃纤维布、聚基酰胺纤维、无纺布等为增加材料)：双马来酰亚胺改性三嗪树脂(BT)、聚酰亚胺树脂(PI)、二亚苯基醚树脂(PPO)、马来酸酐亚胺——苯乙烯树脂(MS)、聚氰酸酯树脂、聚烯烃树脂等。 PCB线路板上的基板材料必须同时具有物理和化学特性，尤其为绝缘性和散热性，因此特殊材料基板更广泛的应用于PCB线路板上。而特殊材料基板又分为金属类基板、陶瓷类基板、耐热热塑性基板和挠性覆铜箔板。其中的金属类基板为了保证与铜层之间保证绝缘，因此在铜层之间必须要设置有一层绝缘层，这层绝缘层的设置不仅增加了加工工艺难度，更加使得成型的覆铜板的散热性能大大降低。而陶瓷类基板的成型较难成本较高可挠性较差。

现有技术中通过工程塑料与无机填充物的结合，制备出一种散热系数可大于2000W/m ² K的高分子复合材料，其散热效果达到了金属散热材料的10倍，同时其由绝缘体制备，完全符合覆铜板绝缘的效果。

但是现有技术中，由于缺乏将该种纳米复合塑料与铜相结合的技术工艺，因此还不能制备出由纳米复合塑料层制备的覆铜板。

发明内容

针对上述问题，本发明的主要目的是提供一种覆铜板的制备方法，能够将纳米复合塑料与铜相结合成覆铜板。

为了解决上述难题，本发明采取的方案是：一种覆铜板的制备方法，其特征在于：所述覆铜板包括基板和设置在基板表面的铜层，所述基板由纳米复合塑料制成，所述纳米复合塑料包括塑料基体和以纳米级尺寸分散在塑料基体中的无机填充物，它包括以下步骤：

A）对基板的表面进行表面粗化；

B）在基板的粗化表面进行钯活化并对其金属化后形成一薄层；

C）采用电镀将铜镀在完成金属化的薄层上形成新鲜的金属镀层；

D）在新鲜的金属镀层上附着有机表面保护剂或金属抗氧化剂，烘干成型。

优选地，在步骤A)中，对基板进行表面粗化的方法为喷砂法。

优选地，在步骤A)中，对基板进行表面粗化的方法为刷磨法。

优选地，在步骤A)中，对基板进行表面粗化的方法为将基板浸入铬酸中以活化基板的表面。

优选地，所述步骤B)中依次包括以下步骤脱脂、水洗、酸中和或亲水化、微粗化或微蚀化、回收、铬还原或亲水化、沉钯、解胶、金属化。

优选地，对沉积有钯的薄层上金属化的方法可以为化学镀镍、化学镀铜或铜置换中的一种。

优选地，在步骤D）中还包括水洗，将附着有有机表面保护剂或金属抗氧化剂的基板进行水洗。

优选地，将具有新鲜的金属镀层的基板浸渍在有机表面保护剂或金属抗氧化剂中。

优选地，通过喷淋的方法将有机表面保护剂或金属抗氧化剂附着在新鲜的金属镀层表面。

本发明采用以上方法，具有以下优点：

1、工艺简单，生产成本低；

2、产品质量好，成品率高。

具体实施方式

一种由纳米复合塑料制成的覆铜板，它包括纳米复合塑料层和贴覆在纳米复合塑料层上表面的铜层，纳米复合塑料层为由无机填充物以纳米级尺寸分散在塑料基体中而成。其中，无机填充物的直径为10 ^-10 ~10 ^-6 米。散热系数大于2000W/m ² K，导热系数5~10 W/mK之间。

纳米复合塑料层的厚度为0.1~5mm。所述铜层的厚度为5-100μm。

另一种由纳米复合塑料制成的覆铜板，它包括纳米复合塑料层和贴覆在纳米复合塑料层上、下表面的铜层，纳米复合塑料层为由无机填充物以纳米级尺寸分散在塑料基体中而成。其中，无机填充物的直径为10 ^-10 ~10 ^-6 米。散热系数大于2000W/m ² K，导热系数5~10 W/mK之间。纳米复合塑料层的厚度为0.1~5mm。所述铜层的厚度为5-100μm。

纳米复合塑料层的塑料基体可以为聚酰胺系（PA）、聚对苯二甲酸乙二醇酯系（PET）、环氧树脂系（Epoxy Resin）、聚酰亚胺系(PI)、PPS系中的一种。

纳米复合塑料层的的无机填充物为碳素、氧化物系、氮化物系、氢氧化物系中的一种。

复合材料是由两种或两种以上物理与化学性质不同的物质组合而成的一种多相固材料。在复合材料中，通常一相为连续相，称为基体（Matrix），另一相为分散相，称为补强材料（reinforcement），分散相以独立相态分布在整个连续相中，二相之间存在相界面（interface）。

纳米复合塑料是由无机填充物以纳米级尺寸分散在塑料基体中而成。与传统的复合材料相比，塑料基体与无机填充物在纳范围内复合，二相间界面积非常大，存在界面间的化学结合，形成优异黏结力，可消除有机/无机相不匹配的问题，形成完全不同的特性显现。

纳米级的材料会产生量子尺寸效应；1. 小尺寸效应；2.表面效应；3.宏观量子隧道效应；4.库仑堵塞与量子隧穿。

通过纳米级的材料的表面能大，易团聚能够降低表面能，消除表面电荷，减弱表面极性，以表面覆盖改性、机械化学改性、外膜层改性、局部活性改性、高能量表面改性、利用沉淀反应表面改性。因此该纳米复合塑料层具有耐热性提高；散热性大幅提高；吸气性与吸湿性较低；尺寸膨胀系数较低等优点。

通过试验证明，几种覆铜板常用材料的导热系数为：

铝基板：0.5~2.0W/mK;

E型玻璃纤维布基板：<1 W/mK;

FR-4环氧纤维布基覆铜板：0.5W/mK;

而本发明中，采用的纳米复合塑料层的覆铜板的导热系数大于5W/mK，散热系数能够大于2000 W/m ² K。因此，能够适用于高散热基板使用且因其高于铝合金及陶瓷散热能力，直接将基板作为散热体，快速将基板上电子元件产生的热量快速导出并散热。

上述两种覆铜板可以采用电镀制备。

它包括以下步骤：

A）对基板的表面进行表面粗化；

步骤A）中对基板进行表面粗化可采用喷砂法。喷砂法是采用压缩空气为动力，以形成高速喷射束将喷料（铜矿砂、石英砂、金刚砂、铁砂、海南砂）高速喷射到需要处理的工件表面，使工件表面的外表面的外表或形状发生变化，由于磨料对工件表面的冲击和切削作用，使工件的表面获得一定的清洁度和不同的粗糙度，使工件表面的机械性能得到改善，因此提高了工件的抗疲劳性，增加了它和涂层之间的附着力，延长了涂膜的耐久性，也有利于涂料的流平和装饰。

步骤A）中对基板进行的表面粗化可采用将基板浸入铬酸中以活化基板的表面。

步骤A）中对基板进行的表面粗化可采用粗糙刷轮进行磨刷。

粗化后的基板可提高基板与金属镀层的结合力，主要来自二部分：

化学结合力：基板本身具有或经过化学粗化处理后的极性集团，如—CHO、—COOH、—OH等于金属结晶之间有化学结合力（分子间键力）；

物理结合力：在基板表面形成大量微孔和微沟槽。镀层在微孔或微沟槽成长，形成燕尾槽效应或锚效应。增加镀层与基板的结合力。

步骤B）中依次包括以下步骤：脱脂、水洗、酸中和或亲水化、微粗化或微蚀化、回收、铬还原或亲水化、沉钯、解胶、金属化。

其中，金属化的方法可以为化学镀镍、化学镀铜或铜置换中的一种。

在基板的粗化表面进行钯活化并对其金属化后形成一薄层，这层薄层一般小于3μm，作为后续电镀增厚的导电界面层。

采用电镀将铜镀在完成金属化的薄层上形成新鲜的金属镀层，增加镀层厚度，达到线路板导电、导热、讯号传递的要求。

步骤D）可以将具有新鲜的金属镀层的基板浸渍在有机表面保护剂或金属抗氧化剂中。

步骤D）也可以是通过喷淋的方法将有机表面保护剂或金属抗氧化剂附着在新鲜的金属镀层表面。

在新鲜的金属镀层上附着有机表面保护剂或金属抗氧化剂，水洗后烘干成型具有两大优点：

1、电镀后的镀层是结晶粒结合，存在很细微的毛细孔，需要做封孔处理，以防止氧气逐步扩散反应；

2、新鲜金属镀层需要在表面形成一层与氧气相隔离的界面，防止镀层氧化。

本发明采用以上方法，具有以下优点：

1、工艺简单，生产成本低；

2、产品质量好，成品率高。

上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种覆铜板的制备方法，其特征在于：所述覆铜板包括基板和设置在基板表面的铜层，所述基板由纳米复合塑料制成，所述纳米复合塑料包括塑料基体和以纳米级尺寸分散在塑料基体中的无机填充物，它包括以下步骤：

A）对基板的表面进行表面粗化；

B）在基板的粗化表面进行钯活化并对其金属化后形成一薄层；

C）采用电镀将铜镀在完成金属化的薄层上形成新鲜的金属镀层；

D）在新鲜的金属镀层上附着有机表面保护剂或金属抗氧化剂，烘干成型。

2.根据权利要求1所述的覆铜板的制备方法，其特征在于：在步骤A)中，对基板进行表面粗化的方法为喷砂法。

3. 根据权利要求1所述的覆铜板的制备方法，其特征在于：在步骤A)中，对基板进行表面粗化的方法为刷磨法。

4.根据权利要求1所述的覆铜板的制备方法，其特征在于：在步骤A)中，对基板进行表面粗化的方法为将基板浸入铬酸中以活化基板的表面。

5.根据权利要求1所述的覆铜板的制备方法，其特征在于：所述步骤B)中依次包括以下步骤：脱脂、水洗、酸中和或亲水化、微粗化或微蚀化、回收、铬还原或亲水化、沉钯、解胶、金属化。

6.根据权利要求1或5所述的覆铜板的制备方法，其特征在于：对沉积有钯的薄层上金属化的方法可以为化学镀镍、化学镀铜或铜置换中的一种。

7.根据权利要求1所述的覆铜板的制备方法，其特征在于：在步骤D）中还包括水洗，将附着有有机表面保护剂或金属抗氧化剂的基板进行水洗。

8.根据权利要求1所述的覆铜板的制备方法，其特征在于：将具有新鲜的金属镀层的基板浸渍在有机表面保护剂或金属抗氧化剂中。

9.根据权利要求1所述的覆铜板的制备方法，其特征在于：通过喷淋的方法将有机表面保护剂或金属抗氧化剂附着在新鲜的金属镀层表面。