CN107645852B - 一种高频印制电路板用双面铜箔表面处理工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种高频印制电路板用双面铜箔表面处理工艺，取压延铜箔或电解铜箔作为基材，依次进行脱脂、酸洗、聚多巴胺修饰、粗化1、粗化2、固化、镀多元纳米合金阻挡层、钝化、硅烷偶联剂处理、烘干，得到双面铜箔产品。
Description
技术领域
本发明涉及铜箔表面处理技术领域，尤其涉及一种高频印制电路板用双面铜箔表面处理工艺。
背景技术
印刷电路板又称PCB电路板，是在公共基板上按照预定设计形成点间连接及印制元件的印制板，印刷电路板是现代电子设备中必不可少的配件，它广泛的应用于通讯、数码产品、仪表仪器、医疗设备、航天及军事工业等各个领域。
铜箔是一种阴质性电解材料，沉淀于电路板基底层上的一层薄的、连续的金属箔，它作为PCB的导电体，粘合于绝缘层，接受印刷保护层，腐蚀后形成电路图样。目前，绝大部分的铜箔都是用在制造印刷电路板上，随着PCB朝着多层化、薄化、高密度化、高速化的方向发展，铜箔也朝着超薄、低轮廓、高强度、高延展性等高品质性能方向发展。
作为印刷电路板中的关键性导电材料，其性能与其表面处理密切相关，无论是电解铜箔还是压延铜箔，在制成覆铜箔板前都要经过表面处理。铜箔的表面处理工序主要包括：预处理、粗化固化处理、镀阻挡层处理、表面钝化和涂硅烷偶联剂处理、烘干等几个步骤。随着电子设备向着高性能，小型化方向发展，印制电路也迅速向高密度化、多层化发展，增大了对内层双面处理铜箔的需求。用作印制电路板的内层铜箔，不仅其毛面要与树脂基板相粘结，而且光面也要与树脂基板相粘结。但是由于普通铜箔光面比较光滑而与树脂基板的粘结强度不够，铜箔表面的粗糙度过大又会导致阻抗增加，影响信号传输受到影响，短路风险增加。如何在保证光面使用性能的前提下同时提高铜箔光面与树脂基板的粘结强度，防止铜箔开裂，是急需解决的问题。
发明内容
本发明为了弥补已有技术的缺陷，提供一种高频印制电路板用双面铜箔表面处理工艺。
本发明是通过以下技术方案实现的：
一种高频印制电路板用双面铜箔表面处理工艺，取压延铜箔或电解铜箔作为基材，依次进行脱脂、酸洗、聚多巴胺修饰、粗化1、粗化2、固化、镀多元纳米合金阻挡层、钝化、硅烷偶联剂处理、烘干，得到双面铜箔产品。
所述的一种高频印制电路板用双面铜箔表面处理工艺，具体步骤如下：
（1）电解铜箔或压延铜箔经过温度50-60℃、电流密度20-50A/dm2、体积浓度10-50%的脱脂液进行电解脱脂，之后进入化学脱脂槽，重复脱脂处理一次；
（2）脱脂后的铜箔用浓度≤20%的稀硫酸酸洗，酸洗温度为30-40℃；
（3）酸洗后的铜箔浸入盐酸多巴胺溶液中，超声振荡处理15-24h后取出，浸入去离子水中超声15-20min后烘干，完成聚多巴胺修饰，其中盐酸多巴胺溶液的浓度为5-50g/L，pH值为8.2-8.5；
（4）将聚多巴胺修饰后的铜箔送入粗化槽进行粗化1处理，粗化槽中盛装CuSO4溶液，其中Cu2+质量浓度为30-50g/L，H2SO4质量浓度为125-185g/L，温度为30-45℃，电流密度为35-50A/dm2，处理时间为1-5s，处理结束后再次进入粗化槽进行粗化2处理，粗化槽中盛装CuSO4溶液，其中Cu2+质量浓度为20-30g/L，添加剂质量浓度为1-5g/L，H2SO4质量浓度为145-165g/L，温度为25-45℃，电流密度为10-20A/dm2，处理时间为3-5s；
（5）粗化后的铜箔进行固化处理，固化所用的电镀液中Cu2+质量浓度为40-50g/L，H2SO4质量浓度为80-125g/L，温度为45-55℃，电流密度为35-50A/dm2，处理时间为5-10s；
（6）固化后的铜箔送入多元纳米合金液槽中镀阻挡层，采用的多元纳米合金液是由多元纳米合金氧化物与稀酸或稀碱配制而成，溶液中金属离子的浓度范围为1-3.5g/L，pH值为4-10，温度为35-40℃，电流密度为1-3A/dm2；
（7）阻挡层完成后的铜箔进行钝化处理，采用的钝化液为CrO3溶液，其质量浓度为2-3g/L，pH值为12-13，温度为35-40℃，电流密度为1-1.35A/dm2；
（8）钝化后的铜箔表面喷涂温度30-35℃、浓度为0.5-1.5%的硅烷偶联剂水溶液，然后在200-285℃条件下干燥处理，即得到产品。
所述步骤（1）中所用的脱脂液中NaOH的浓度为20-35g/L，Na2CO3的浓度为30-50g/L。
所述步骤（4）中的添加剂为盐酸多巴胺。
所述步骤（6）中的多元纳米合金氧化物的制备方法为：从锌、铜、铝、镍、锡中选择两种或两种以上的元素组成金属粉末混合物，并将该金属粉末混合物放入真空冶炼炉中熔炼成多元合金液，然后通过高压纯氧将合金液雾化，在燃烧塔内直接燃烧氧化，即得所述的多元纳米合金氧化物。
本发明制备的双面铜箔较之常规制备方法的优点在于：
（1）在酸洗后的铜箔表面用聚多巴胺进行修饰，利用聚多巴胺优异的粘附能力，提高了粗化过程中铜粒与铜箔的粘结能力，显著提升粗化效率。
（2）采用两步粗化处理，第一步粗化用较高浓度的含Cu2+溶液，在较低的pH值条件下先快速实现铜粒的沉着，然后第二步粗化采用较低浓度的含Cu2+溶液进行后续均匀沉着，并加入盐酸多巴胺作为添加剂取代传统的含砷添加剂，获得了良好的微粗化效果，与基板的粘结能力得到提升。
（3）利用多元纳米合金液实现了阻挡层的一次成镀，不仅减少了生产工序，还有效的避免了单一金属镀层存在的缺陷，提高了铜箔的防护能力，有效的减少了金属粉末的残留，尤其适用于高频电路板。
具体实施方式
一种高频印制电路板用双面铜箔表面处理工艺，取压延铜箔作为基材，依次进行脱脂、酸洗、聚多巴胺修饰、粗化1、粗化2、固化、镀多元纳米合金阻挡层、钝化、硅烷偶联剂处理、烘干，得到双面铜箔产品。
该实施例的一种高频印制电路板用双面铜箔表面处理工艺的具体步骤如下：
（1）电解铜箔或压延铜箔经过温度50℃、电流密度20A/dm2、体积浓度10%的脱脂液进行电解脱脂，之后进入化学脱脂槽，重复脱脂处理一次；
（2）脱脂后的铜箔用浓度≤20%的稀硫酸酸洗，酸洗温度为30℃；
（3）酸洗后的铜箔浸入盐酸多巴胺溶液中，超声振荡处理15h后取出，浸入去离子水中超声15min后烘干，完成聚多巴胺修饰，其中盐酸多巴胺溶液的浓度为5g/L，pH值为8.2；
（4）将聚多巴胺修饰后的铜箔送入粗化槽进行粗化1处理，粗化槽中盛装CuSO4溶液，其中Cu2+质量浓度为30g/L，H2SO4质量浓度为125g/L，温度为30℃，电流密度为35A/dm2，处理时间为1s，处理结束后再次进入粗化槽进行粗化2处理，粗化槽中盛装CuSO4溶液，其中Cu2+质量浓度为20g/L，添加剂质量浓度为1g/L，H2SO4质量浓度为145g/L，温度为25℃，电流密度为10A/dm2，处理时间为3s；
（5）粗化后的铜箔进行固化处理，固化所用的电镀液中Cu2+质量浓度为40g/L，H2SO4质量浓度为80g/L，温度为45℃，电流密度为35A/dm2，处理时间为5s；
（6）固化后的铜箔送入多元纳米合金液槽中镀阻挡层，采用的多元纳米合金液是由多元纳米合金氧化物与稀酸或稀碱配制而成，溶液中金属离子的浓度范围为1g/L，pH值为4，温度为35℃，电流密度为1A/dm2；
（7）阻挡层完成后的铜箔进行钝化处理，采用的钝化液为CrO3溶液，其质量浓度为2g/L，pH值为12，温度为35℃，电流密度为1A/dm2；
（8）钝化后的铜箔表面喷涂温度30℃、浓度为0.5%的硅烷偶联剂水溶液，然后在200℃条件下干燥处理，即得到产品。
所述步骤（1）中所用的脱脂液中NaOH的浓度为20g/L，Na2CO3的浓度为30g/L。
所述步骤（4）中的添加剂为盐酸多巴胺。
所述步骤（6）中的多元纳米合金氧化物是将锌、铜组成的金属粉末混合物放入真空冶炼炉中熔炼成多元合金液，通过高压纯氧将合金液雾化，在燃烧塔内直接燃烧氧化后得到。
Claims (1)
1.一种高频印制电路板用双面铜箔表面处理工艺，其特征在于，取压延铜箔或电解铜箔作为基材，依次进行脱脂、酸洗、聚多巴胺修饰、粗化1、粗化2、固化、镀多元纳米合金阻挡层、钝化、硅烷偶联剂处理、烘干，得到双面铜箔产品；
具体步骤如下：
（1）电解铜箔或压延铜箔经过温度50-60℃、电流密度20-50A/dm2、体积浓度10-50%的脱脂液进行电解脱脂，之后进入化学脱脂槽，重复脱脂处理一次；
（2）脱脂后的铜箔用浓度≤20%的稀硫酸酸洗，酸洗温度为30-40℃；
（3）酸洗后的铜箔浸入盐酸多巴胺溶液中，超声振荡处理15-24h后取出，浸入去离子水中超声15-20min后烘干，完成聚多巴胺修饰，其中盐酸多巴胺溶液的浓度为5-50g/L，pH值为8.2-8.5；
（4）将聚多巴胺修饰后的铜箔送入粗化槽进行粗化1处理，粗化槽中盛装CuSO4溶液，其中Cu2+质量浓度为30-50g/L，H2SO4质量浓度为125-185g/L，温度为30-45℃，电流密度为35-50A/dm2，处理时间为1-5s，处理结束后再次进入粗化槽进行粗化2处理，粗化槽中盛装CuSO4溶液，其中Cu2+质量浓度为20-30g/L，添加剂质量浓度为1-5g/L，H2SO4质量浓度为145-165g/L，温度为25-45℃，电流密度为10-20A/dm2，处理时间为3-5s；
（5）粗化后的铜箔进行固化处理，固化所用的电镀液中Cu2+质量浓度为40-50g/L，H2SO4质量浓度为80-125g/L，温度为45-55℃，电流密度为35-50A/dm2，处理时间为5-10s；
（6）固化后的铜箔送入多元纳米合金液槽中镀阻挡层，采用的多元纳米合金液是由多元纳米合金氧化物与稀酸或稀碱配制而成，溶液中金属离子的浓度范围为1-3.5g/L，pH值为4-10，温度为35-40℃，电流密度为1-3A/dm2；
（7）阻挡层完成后的铜箔进行钝化处理，采用的钝化液为CrO3溶液，其质量浓度为2-3g/L，pH值为12-13，温度为35-40℃，电流密度为1-1.35A/dm2；
（8）钝化后的铜箔表面喷涂温度30-35℃、浓度为0.5-1.5%的硅烷偶联剂水溶液，然后在200-285℃条件下干燥处理，即得到产品；
所述步骤（1）中所用的脱脂液中NaOH的浓度为20-35g/L，Na2CO3的浓度为30-50g/L；
所述步骤（4）中的添加剂为盐酸多巴胺；
所述步骤（6）中的多元纳米合金氧化物的制备方法为：从锌、铜、铝、镍、锡中选择两种或两种以上的元素组成金属粉末混合物，并将该金属粉末混合物放入真空冶炼炉中熔炼成多元合金液，然后通过高压纯氧将合金液雾化，在燃烧塔内直接燃烧氧化，即得所述的多元纳米合金氧化物。
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