CN107881538A - 一种电镀液以及压延铜箔的表面黑色处理方法 - Google Patents

一种电镀液以及压延铜箔的表面黑色处理方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种电镀液，具有这样的特征，包括：Ni2+、Co2+、络合剂、缓冲剂、第一添加剂以及第二添加剂，其中，Ni2+的浓度为40～100g/L，Co2+的浓度为30～80g/L，络合剂的浓度为32～68g/L，缓冲剂的浓度为20～40g/L，第一添加剂的浓度为0.01～2.5g/L，第二添加剂的浓度为0.01‑0.3g/L。该电镀液中没有任何含氰黑化剂等有毒物质，所以解决了含氰电镀液的环保难题。本发明提供了一种使用上述电镀液对压延铜箔的表面进行黑色处理的方法。压延铜箔经过该方法处理后，表面具有良好的耐酸性，耐碱性，耐焊性，和蚀刻性，具有良好的消光作用。

Description

一种电镀液以及压延铜箔的表面黑色处理方法
技术领域
本发明涉及一种电镀液，具体涉及一种电镀液以及压延铜箔的表面黑色处理方法。
背景技术
压延铜箔产品具有良好的延展性、扛挠曲性、低粗糙度和高耐折性，已成为挠性印制电路板的基础材料，主要用于挠性电路板和高频电路板中。为了满足电路板对压延铜箔的耐热性、耐蚀性以及可焊性等要求，压延铜箔的表面一般采用两种处理方式，即黑化处理(铜-钴-镍或铜-镍镀层)和红化处理(纯铜镀层)。
红化(镀铜)处理压延铜箔基本是照搬电解铜箔表面处理方法，用此种表面处理的压延铜箔制成的软性铜箔基材(FCCL)，其抗剥性、蚀刻性、可焊性均无法满足挠性印刷电路板的制作要求，因此需要通过深度技术开发，形成以黑化为特征的压延铜箔表面技术。
现有技术中，压延铜箔的黑化处理技术通常采用一套复杂的表面处理流程包括电化学除油、粗化处理、固化处理、镀镍钴处理、镀锌处理、钝化、涂硅烷耦合剂处理和烘干处理，尤其是在镀镍钴处理中加入含氰化物的黑化剂如硫氰化钾(KSCN)、硫氰酸铵(NH4SCN)、硫脲(SC(NH2)2)等获得黑色表面铜箔。但是由于添加的含有氰化物的黑化剂有剧毒，带来了极大的生产安全隐患以及环境污染问题。
发明内容
本发明是为了解决压延铜箔的表面黑化处理技术中电镀镍过程所使用的电镀液中添加有毒的氰化物黑化剂的问题而进行的，目的在于提供一种电镀液以及压延铜箔的表面黑色处理方法。
本发明提供了一种电镀液，具有这样的特征，包括：Ni2+、Co2+、络合剂、缓冲剂、第一添加剂以及第二添加剂，其中，Ni2+的浓度为40～100g/L，Co2+的浓度为30～80g/L，络合剂的浓度为32～68g/L，缓冲剂的浓度为20～40g/L，第一添加剂的浓度为0.01～2.5g/L，第二添加剂的浓度为0.01-0.3g/L。
在本发明提供的电镀液中，还可以具有这样的特征：其中，络合剂为柠檬酸、柠檬酸钠、乳酸中的任意一种。
在本发明提供的电镀液中，还可以具有这样的特征：其中，第一添加剂为非离子氟表面活性剂(FC-001)、十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)、乙二胺四乙酸(EDTA)中的任意一至多种。
在本发明提供的电镀液中，还可以具有这样的特征：其中，第二添加剂为双十二烷基二甲基氯化铵(D1221)。
在本发明提供的电镀液中，还可以具有这样的特征：其中，缓冲剂为硼酸。
本发明提供了一种压延铜箔的表面黑色处理方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一，把压延铜箔置于CuSO4溶液中，在温度为20～40℃、电流密度为5～40A/dm2的条件下电镀处理2～20s，将经过电镀处理后的压延铜箔用去离子水冲洗2～4次后得到镀铜压延铜箔；步骤二，把镀铜压延铜箔置于含Zn2+的溶液中，在温度为20～30℃、电流密度为0.3～5A/dm2的条件下电镀处理2～20s，将经过电镀处理后的镀铜压延铜箔用去离子水冲洗2～4次后得到镀锌镀铜压延铜箔；步骤三，把镀锌镀铜压延铜箔置于电镀液中，在pH为2～6、温度为40～50℃、电流密度为16-40A/dm2的条件下黑化镀镍处理2～20s，将经过黑化镀镍处理后的镀锌镀铜压延铜箔用去离子水冲洗2～4次后得到黑化镀镍镀锌镀铜压延铜箔，其中，电镀液为上述任意一项所述的电镀液。
在本发明提供的压延铜箔的表面黑色处理方法中，还可以具有这样的特征：其中，CuSO4溶液中含Cu2+的浓度为20～40g/L，H2SO4的浓度为100～150g/L。
在本发明提供的压延铜箔的表面黑色处理方法中，还可以具有这样的特征：其中，Zn2+的浓度为20～60g/L。
发明的作用与效果
根据本发明所涉及的电镀液以及压延铜箔的表面黑色处理方法，因为该方法主要包括镀铜、镀锌以及黑化镀镍三步，其中在黑化镀镍过程中所采用的电镀液中通过较高含量的钴搭配不同含量的添加剂，使镀铜镀锌压延铜箔获得黑色表面镀层，该电镀液中没有任何含氰黑化剂等有毒物质，所以解决了含氰电镀液的环保难题，具有极大的应用价值。
另外，该方法以镀铜为打底，镀锌为预处理，黑化通过镀镍来实现，所以经过该方法处理得到的黑化镀镍镀锌镀铜压延铜箔的表面具有良好的耐酸性，耐碱性，耐焊性，和蚀刻性，具有良好的消光作用，满足了等离子显示板(PDP)用黑色铜箔的要求。
具体实施方式
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，以下实施例对本发明电镀液以及压延铜箔的表面黑色处理方法作具体阐述。
实施例1
电镀液包括Ni2+、Co2+、络合剂、缓冲剂、第一添加剂以及第二添加剂。在本实施例中，电镀液中的Ni2+的浓度为40g/L，Co2+的浓度为30g/L。在本实施例中，电镀液中的络合剂为柠檬酸，柠檬酸的浓度为32g/L；缓冲剂为硼酸，硼酸的浓度为40g/L；第一添加剂为FC-001，FC-001的浓度为0.01g/L；第二添加剂为D1221，D1221的浓度为0.01g/L。
使用上述电镀液对压延铜箔的表面进行黑色处理的方法如下：
步骤一，把压延铜箔置于CuSO4溶液中，在温度为20℃、电流密度为5A/dm2的条件下电镀处理2s。在本实施例中，CuSO4溶液含Cu2+的浓度为20g/L，H2SO4的浓度为100g/L。
步骤二，把经过步骤一电镀处理后的压延铜箔用去离子水冲洗3次，得到镀铜压延铜箔。
步骤三，把镀铜压延铜箔置于含Zn2+的溶液中，在温度为20℃、电流密度为0.3A/dm2的条件下电镀处理2s。在本实施例中，溶液中的Zn2+的浓度为20g/L。
步骤四，把经过步骤三电镀处理后的镀铜压延铜箔用去离子水冲洗3次，得到镀锌镀铜压延铜箔。
步骤五，把镀锌镀铜压延铜箔置于上述电镀液中，在pH为2、温度为40℃、电流密度为16A/dm2的条件下黑化镀镍处理2s。
步骤六，把经过步骤五黑化镀镍处理后的镀锌镀铜压延铜箔用去离子水冲洗2～4次，得到黑化镀镍镀锌镀铜压延铜箔。
实施例2
电镀液包括Ni2+、Co2+、络合剂、缓冲剂、第一添加剂以及第二添加剂。在本实施例中，电镀液中的Ni2+的浓度为100g/L，Co2+的浓度为80g/L。在本实施例中，电镀液中的络合剂为柠檬酸，柠檬酸的浓度为68g/L；缓冲剂为硼酸，硼酸的浓度为20g/L；第一添加剂为FC-001和EDTA，其中FC-001的浓度为0.3g/L，EDTA的浓度为0.3g/L；第二添加剂为D1221，D1221的浓度为0.3g/L。
使用上述电镀液对压延铜箔的表面进行黑色处理的方法如下：
步骤一，把压延铜箔置于CuSO4溶液中，在温度为20℃、电流密度为15A/dm2的条件下电镀处理10s。在本实施例中，CuSO4溶液含Cu2+的浓度为20g/L，H2SO4的浓度为100g/L。
步骤二，把经过步骤一电镀处理后的压延铜箔用去离子水冲洗3次，得到镀铜压延铜箔。
步骤三，把镀铜压延铜箔置于含Zn2+的溶液中，在温度为20℃、电流密度为0.3A/dm2的条件下电镀处理10s。在本实施例中，溶液中的Zn2+的浓度为20g/L。
步骤四，把经过步骤三电镀处理后的镀铜压延铜箔用去离子水冲洗3次，得到镀锌镀铜压延铜箔。
步骤五，把镀锌镀铜压延铜箔置于上述电镀液中，在pH为6、温度为50℃、电流密度为40A/dm2的条件下黑化镀镍处理10s。
步骤六，把经过步骤五黑化镀镍处理后的镀锌镀铜压延铜箔用去离子水冲洗2～4次，得到黑化镀镍镀锌镀铜压延铜箔。
实施例3
电镀液包括Ni2+、Co2+、络合剂、缓冲剂、第一添加剂以及第二添加剂。在本实施例中，电镀液中含Ni2+的浓度为60g/L，Co2+的浓度为50g/L。在本实施例中，电镀液中的络合剂为柠檬酸，柠檬酸的浓度为45g/L；缓冲剂为硼酸，硼酸的浓度为30g/L；第一添加剂为FC-001和EDTA，其中FC-001的浓度为0.5g/L，EDTA的浓度为0.1g/L；第二添加剂为D1221，D1221的浓度为0.3g/L。
使用上述电镀液对压延铜箔的表面进行黑色处理的方法如下：
步骤一，把压延铜箔置于CuSO4溶液中，在温度为20℃、电流密度为25A/dm2的条件下电镀处理5s。在本实施例中，CuSO4溶液含Cu2+的浓度为20g/L，H2SO4的浓度为100g/L。
步骤二，把经过步骤一电镀处理后的压延铜箔用去离子水冲洗3次，得到镀铜压延铜箔。
步骤三，把镀铜压延铜箔置于含Zn2+的溶液中，在温度为20℃、电流密度为5A/dm2的条件下电镀处理5s。在本实施例中，溶液中的Zn2+的浓度为20g/L。
步骤四，把经过步骤三电镀处理后的镀铜压延铜箔用去离子水冲洗3次，得到镀锌镀铜压延铜箔。
步骤五，把镀锌镀铜压延铜箔置于上述电镀液中，在pH为4、温度为45℃、电流密度为40A/dm2的条件下黑化镀镍处理2s。
步骤六，把经过步骤五黑化镀镍处理后的镀锌镀铜压延铜箔用去离子水冲洗2～4次，得到黑化镀镍镀锌镀铜压延铜箔。
实施例4
电镀液包括Ni2+、Co2+、络合剂、缓冲剂、第一添加剂以及第二添加剂。在本实施例中，电镀液中的Ni2+的浓度为80g/L，Co2+的浓度为50g/L。在本实施例中，电镀液中的络合剂为柠檬酸，柠檬酸的浓度为68g/L；缓冲剂为硼酸，硼酸的浓度为40g/L；第一添加剂为FC-001和CTAB，其中FC-001的浓度为2.5g/L，CTAB的浓度为0.01g/L；第二添加剂为D1221，D1221的浓度为0.05g/L。
使用上述电镀液对压延铜箔的表面进行黑色处理的方法如下：
步骤一，把压延铜箔置于CuSO4溶液中，在温度为20℃、电流密度为15A/dm2的条件下电镀处理5s。在本实施例中，CuSO4溶液含Cu2+的浓度为20g/L，H2SO4的浓度为100g/L。
步骤二，把经过步骤一电镀处理后的压延铜箔用去离子水冲洗3次，得到镀铜压延铜箔。
步骤三，把镀铜压延铜箔置于含Zn2+的溶液中，在温度为20℃、电流密度为3A/dm2的条件下电镀处理5s。在本实施例中，溶液中的Zn2+的浓度为20g/L。
步骤四，把经过步骤三电镀处理后的镀铜压延铜箔用去离子水冲洗3次，得到镀锌镀铜压延铜箔。
步骤五，把镀锌镀铜压延铜箔置于上述电镀液中，在pH为5、温度为50℃、电流密度为24A/dm2的条件下黑化镀镍处理5s。
步骤六，把经过步骤五黑化镀镍处理后的镀锌镀铜压延铜箔用去离子水冲洗2～4次，得到黑化镀镍镀锌镀铜压延铜箔。
实施例5
电镀液包括Ni2+、Co2+、络合剂、缓冲剂、第一添加剂以及第二添加剂。在本实施例中，电镀液中的Ni2+的浓度为40g/L，Co2+的浓度为50g/L。在本实施例中，电镀液中的络合剂为柠檬酸，柠檬酸的浓度为32g/L；缓冲剂为硼酸，硼酸的浓度为30g/L；第一添加剂为EDTA和CTAB，其中EDTA的浓度为0.1g/L，CTAB的浓度为0.1g/L；第二添加剂为D1221，D1221的浓度为0.05g/L。
使用上述电镀液对压延铜箔的表面进行黑色处理的方法如下：
步骤一，把压延铜箔置于CuSO4溶液中，在温度为20℃、电流密度为15A/dm2的条件下电镀处理2s。在本实施例中，CuSO4溶液含Cu2+的浓度为20g/L，H2SO4的浓度为100g/L。
步骤二，把经过步骤一电镀处理后的压延铜箔用去离子水冲洗3次，得到镀铜压延铜箔。
步骤三，把镀铜压延铜箔置于含Zn2+的溶液中，在温度为20℃、电流密度为0.3A/dm2的条件下电镀处理2s。在本实施例中，溶液中的Zn2+的浓度为20g/L。
步骤四，把经过步骤三电镀处理后的镀铜压延铜箔用去离子水冲洗3次，得到镀锌镀铜压延铜箔。
步骤五，把镀锌镀铜压延铜箔置于上述电镀液中，在pH为5、温度为40℃、电流密度为24A/dm2的条件下黑化镀镍处理2s。
步骤六，把经过步骤五黑化镀镍处理后的镀锌镀铜压延铜箔用去离子水冲洗2～4次，得到黑化镀镍镀锌镀铜压延铜箔。
实施例6
电镀液包括Ni2+、Co2+、络合剂、缓冲剂、第一添加剂以及第二添加剂。在本实施例中，电镀液中的Ni2+的浓度为50g/L，Co2+的浓度为50g/L。在本实施例中，电镀液中的络合剂为柠檬酸，柠檬酸的浓度为32g/L；缓冲剂为硼酸，硼酸的浓度为30g/L；第一添加剂为EDTA和CTAB，其中EDTA的浓度为0.1g/L，CTAB的浓度为0.1g/L；第二添加剂为D1221，D1221的浓度为0.05g/L。
使用上述电镀液对压延铜箔的表面进行黑色处理的方法如下：
步骤一，把压延铜箔置于CuSO4溶液中，在温度为20℃、电流密度为15A/dm2的条件下电镀处理8s。在本实施例中，CuSO4溶液含Cu2+的浓度为40g/L，H2SO4的浓度为150g/L。
步骤二，把经过步骤一电镀处理后的压延铜箔用去离子水冲洗3次，得到镀铜压延铜箔。
步骤三，把镀铜压延铜箔置于含Zn2+的溶液中，在温度为30℃、电流密度为0.5A/dm2的条件下电镀处理8s。在本实施例中，溶液中的Zn2+的浓度为30g/L。
步骤四，把经过步骤三电镀处理后的镀铜压延铜箔用去离子水冲洗3次，得到镀锌镀铜压延铜箔。
步骤五，把镀锌镀铜压延铜箔置于上述电镀液中，在pH为5、温度为40℃、电流密度为24A/dm2的条件下黑化镀镍处理8s。
步骤六，把经过步骤五黑化镀镍处理后的镀锌镀铜压延铜箔用去离子水冲洗2～4次，得到黑化镀镍镀锌镀铜压延铜箔。
实施例7
电镀液包括Ni2+、Co2+、络合剂、缓冲剂、第一添加剂以及第二添加剂。在本实施例中，电镀液中的Ni2+的浓度为40g/L，Co2+的浓度为50g/L。在本实施例中，电镀液中的络合剂为柠檬酸，柠檬酸的浓度为38g/L；缓冲剂为硼酸，硼酸的浓度为40g/L；第一添加剂为FC-001，FC-001的浓度为0.1g/L；第二添加剂为D1221，D1221的浓度为0.01g/L。
使用上述电镀液对压延铜箔的表面进行黑色处理的方法如下：
步骤一，把压延铜箔置于CuSO4溶液中，在温度为20℃、电流密度为15A/dm2的条件下电镀处理10s。在本实施例中，CuSO4溶液含Cu2+的浓度为30g/L，H2SO4的浓度为130g/L。
步骤二，把经过步骤一电镀处理后的压延铜箔用去离子水冲洗3次，得到镀铜压延铜箔。
步骤三，把镀铜压延铜箔置于含Zn2+的溶液中，在温度为25℃、电流密度为0.5A/dm2的条件下电镀处理10s。在本实施例中，溶液中的Zn2+的浓度为25g/L。
步骤四，把经过步骤三电镀处理后的镀铜压延铜箔用去离子水冲洗3次，得到镀锌镀铜压延铜箔。
步骤五，把镀锌镀铜压延铜箔置于上述电镀液中，在pH为2、温度为40℃、电流密度为16A/dm2的条件下黑化镀镍处理10s。
步骤六，把经过步骤五黑化镀镍处理后的镀锌镀铜压延铜箔用去离子水冲洗2～4次，得到黑化镀镍镀锌镀铜压延铜箔。
上述实施例的使用效果为：厚度为10μm的压延铜箔经过上述方法处理得到的黑化镀镍镀锌镀铜压延铜箔的表面颜色黑度值在30以下，表面粗糙度Ra≤2.0μm，Rz≤1.77μm；剥离强度达到1.4N/mm以上；耐折MIT达到800以上；具有良好的耐酸性、耐碱性、耐焊性、蚀刻性，具有良好的消光作用，满足了PDP用黑色铜箔的要求。
实施例的作用与效果
根据本实施例所涉及的电镀液以及压延铜箔的表面黑色处理方法，因为该方法主要包括镀铜、镀锌以及黑化镀镍三步，其中在黑化镀镍过程中所采用的电镀液中通过较高含量的钴搭配不同含量的添加剂，使镀铜镀锌压延铜箔获得黑色表面镀层，该电镀液中没有任何含氰黑化剂等有毒物质，所以解决了含氰电镀液的环保难题，具有极大的应用价值。
另外，该方法以镀铜为打底，镀锌为预处理，黑化通过镀镍来实现，所以经过该方法处理得到的黑化镀镍镀锌镀铜压延铜箔的表面具有良好的耐酸性，耐碱性，耐焊性，和蚀刻性，具有良好的消光作用，满足了PDP用黑色铜箔的要求。
上述实施方式为本发明的优选案例，并不用来限制本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种电镀液，用于压延铜箔黑化镀镍处理，其特征在于，包括：
Ni2+、Co2+、络合剂、缓冲剂、第一添加剂以及第二添加剂，
其中，所述Ni2+的浓度为40～100g/L，
所述Co2+的浓度为30～80g/L，
所述络合剂的浓度为32～68g/L，
所述缓冲剂的浓度为20～40g/L，
所述第一添加剂的浓度为0.01～2.5g/L，
所述第二添加剂的浓度为0.01-0.3g/L。
2.根据权利要求1所述的电镀液，其特征在于：
其中，所述络合剂为柠檬酸、柠檬酸钠、乳酸中的任意一种。
3.根据权利要求1所述的电镀液，其特征在于：
其中，所述第一添加剂为非离子氟表面活性剂、十六烷基三甲基溴化铵、乙二胺四乙酸中的任意一至多种。
4.根据权利要求1所述的电镀液，其特征在于：
其中，所述第二添加剂为双十二烷基二甲基氯化铵。
5.根据权利要求1所述的电镀液，其特征在于：
其中，所述缓冲剂为硼酸。
6.一种压延铜箔的表面黑色处理方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一，把压延铜箔置于CuSO4溶液中，在温度为20～40℃、电流密度为5～40A/dm2的条件下电镀处理2～20s，将经过电镀处理后的所述压延铜箔用去离子水冲洗2～4次后得到镀铜压延铜箔；
步骤二，把所述镀铜压延铜箔置于含Zn2+的溶液中，在温度为20～30℃、电流密度为0.3～5A/dm2的条件下电镀处理2～20s，将经过电镀处理后的所述镀铜压延铜箔用去离子水冲洗2～4次后得到镀锌镀铜压延铜箔；
步骤三，把所述镀锌镀铜压延铜箔置于所述电镀液中，在pH为2～6、温度为40～50℃、电流密度为16-40A/dm2的条件下黑化镀镍处理2～20s，将经过黑化镀镍处理后的所述镀锌镀铜压延铜箔用去离子水冲洗2～4次后得到黑化镀镍镀锌镀铜压延铜箔，
其中，所述电镀液为权利要求1至权利要求5中的任意一项所述的电镀液。
7.根据权利要求6所述的压延铜箔的表面黑色处理方法，其特征在于：
其中，所述CuSO4溶液中的Cu2+的浓度为20～40g/L、H2SO4的浓度为100～150g/L。
8.根据权利要求6所述的压延铜箔的表面黑色处理方法，其特征在于：
其中，所述Zn2+的浓度为20～60g/L。
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