CN108330489A - 一种平滑轮廓铜箔表面粗化处理方法 - Google Patents

一种平滑轮廓铜箔表面粗化处理方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种平滑轮廓铜箔表面粗化处理方法。所述方法对铜箔毛面进行粗化，使用硫酸铜电解液，在经双氧水‑硫酸微蚀液处理的铜箔毛面形成均匀的瘤化结晶；经双氧水‑硫酸微蚀液处理的铜箔光面形貌不受影响；所述双氧水‑硫酸微蚀液的浓度为10‑50g/L。本发明的目的是旨在提供一种平滑轮廓铜箔表面处理工序的粗化步骤中，单独对铜箔毛面进行粗化处理，使铜箔毛面形成均匀的瘤化结晶，并使铜箔光面形貌不受影响，满足平滑轮廓铜箔在PCB制作过程中加工需求的平滑轮廓铜箔表面粗化处理方法。

Description

一种平滑轮廓铜箔表面粗化处理方法
技术领域
本发明涉及一种平滑轮廓铜箔表面粗化处理方法，具体是涉及一种平滑轮廓铜箔表面粗化处理方法、该方法得到的高速高频电路用铜箔、该方法用的平滑轮廓铜箔表面粗化处理装置、该装置得到的高速高频电路用铜箔、使用该方法和/或该装置得到的高速高频电路用铜箔而制得的覆铜层压板、使用该覆铜层压板制得的印制电路板。
背景技术
近年来，随着电子产品和移动通讯的高速发展，印制电路板(PCB)的研究和应用也已走向成熟化和精细化，在PCB行业中，平滑轮廓铜箔作为高速高频电路导体将被大量应用于5G通信、微波基站、导航、军用雷达、云服务器等领域，以此来实现电讯号传导过程中的高速度和高频率，减少传输过程的趋肤效应和讯号损耗。
一般地，用于PCB中的平滑轮廓铜箔，要求其与电路板绝缘层接触面必须具有足够的粘接强度，保证印制电路在制造过程中经钻孔、电镀、刻蚀等工序不产生脱落；其次平滑轮廓铜箔要求要有良好的抗氧化性，在常温和高温下不变色。而未经特殊方法处理的平滑轮廓铜箔是无法达到这些要求的，所以需要对其进行表面处理。
通常，平滑轮廓铜箔的表面处理工序包括化学清洗、粗化处理、固化处理、须晶处理、阻挡层处理、防氧化处理和涂膜处理等环节，才能形成功能完整的PCB用铜箔，如图1所示。
平滑轮廓铜箔的表面分为铜箔毛面和铜箔光面。铜箔毛面近似平滑结构，其表面粗糙度(Rz)值一般在3μm或以下，为提高铜箔毛面与绝缘层树脂的接触面积，提高粘结强度，在铜箔毛面表面处理工序中，需要对其进行粗化处理，常规铜箔表面粗化采用硫酸铜浸泡后再电沉积铜的工艺，来粗化铜箔毛面表面以增大比表面积。但现有粗化处理的铜箔毛面微蚀量不够、瘤化晶粒粗化度不足且不均匀，会导致铜箔压合成基板后在蚀刻制作线路时，容易出现线路浮离，且抗剥离强度较差，不能满足高频高速电路制作要求，影响了印制电路板的制作质量。
发明内容
针对上述现有技术中的不足之处，本发明的目的是旨在提供一种在平滑轮廓铜箔表面处理工序的粗化步骤中，单独对铜箔毛面进行粗化处理，使铜箔毛面形成均匀的瘤化结晶，并使铜箔光面形貌不受影响，满足铜箔在PCB制作过程中加工需求的平滑轮廓铜箔表面粗化处理方法。
为了解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的：一种平滑轮廓铜箔表面粗化处理方法，所述方法是在平滑轮廓铜箔表面处理工序中的粗化阶段对铜箔毛面进行粗化，使用硫酸铜电解液，在经双氧水-硫酸微蚀液处理的铜箔毛面形成均匀的瘤化结晶；经双氧水-硫酸微蚀液处理的铜箔光面形貌不受影响；所述双氧水-硫酸微蚀液的浓度为10-50g/L。
优选的是，包括以下步骤：(1)微蚀减成粗化：在铜箔毛面喷淋酸性微蚀液，对铜箔毛面进行微蚀减成粗化；对铜箔毛面进行微蚀减成粗化的同时，在铜箔光面喷淋DI水；
(2)阴极极化加成：将经步骤(1)处理的平滑轮廓铜箔和粗化阳极浸于硫酸铜电解液中，平滑轮廓铜箔作为阴极，接通电源，完成表面瘤化。
优选的是，步骤(2)所述的粗化阳极为板状的钛电极。
本发明平滑轮廓铜箔表面粗化处理装置，应用于上述粗化处理方法中。
优选的是，包括微蚀槽和电沉积槽，所述微蚀槽和电沉积槽上均设置有用于平滑轮廓铜箔行走的导辊；所述平滑轮廓铜箔在微蚀槽和电沉积槽中的行走路线均为V形；所述微蚀槽内部设置有第一喷淋装置、第二喷淋装置和接水槽；所述电沉积槽中设置有板状的钛电极。
优选的是，所述第一喷淋装置靠近铜箔毛面设置，所述第二喷淋装置靠近铜箔光面设置；所述接水槽置于微蚀槽底部；所述钛电极靠近铜箔毛面设置；所述电沉积槽内部置有硫酸铜电解液，所述钛电极浸没于硫酸铜电解液中；所述第一喷淋装置用的进液管与微蚀槽连通；所述第二喷淋装置用的进液管与接水槽连通。
本发明的高速高频电路用铜箔，采用上述的平滑轮廓铜箔表面粗化处理方法而得到。本发明的高速高频电路用铜箔，采用上述的平滑轮廓铜箔表面粗化处理装置而得到。
本发明的覆铜层压板，采用上述粗化处理方法和/或粗化处理装置制得的高速高频电路用铜箔与绝缘层树脂粘接而得到。
本发明的印制电路板，采用上述覆铜层压板施以二次加工制得。
对于本发明来说：
本发明中，所述的“铜箔毛面”是指平滑轮廓铜箔与绝缘层树脂的粘接面。
本发明中，所述的“铜箔光面”是指平滑轮廓铜箔毛面的相对面。
本发明中，所述的“DI水”是指超纯水。
对于本发明来说，该表面处理方法和/或装置不仅仅应用于平滑轮廓铜箔，其可以用于一切适宜制成PCB的铜箔种类的表面处理。例如，可以用于低轮廓铜箔、超低轮廓铜箔中的任意一种铜箔。
本发明有益效果：
(1)在铜箔毛面喷淋双氧水-硫酸微蚀液，实现快速对铜箔毛面进行微蚀减成粗化，而在铜箔光面浸润DI水，保持铜箔光面原始外观形貌，实现了对平滑轮廓铜箔进行单面微蚀减成粗化，铜箔毛面粗化度均一性好，生产效率高。
(2)DI水喷淋铜箔光面后，有接水槽对DI水进行收集，不会导致双氧水-硫酸微蚀液的稀释失效，消除了对微蚀效果的影响。
附图说明
图1为现有平滑轮廓铜箔的表面处理工序流程示意图；
图2为图1工序中粗化阶段现有粗化方法所得铜箔样品的铜箔毛面的2000倍SEM观察图像；
图3为图1工序中粗化阶段本发明粗化处理方法和/或装置所得铜箔样品的铜箔毛面的2000倍SEM观察图像；
图4为本发明平滑轮廓铜箔表面粗化处理装置结构示意图。
具体实施方式
一种平滑轮廓铜箔表面粗化处理方法和由该方法得到的高速高频电路用铜箔，其所述方法是在平滑轮廓铜箔表面处理工序中的粗化阶段对铜箔毛面进行粗化，使用硫酸铜电解液，在经双氧水-硫酸微蚀液处理的铜箔毛面形成均匀的瘤化结晶；经双氧水-硫酸微蚀液处理的铜箔光面形貌不受影响；所述双氧水-硫酸微蚀液的浓度为10-50g/L；其包括以下步骤：(1)微蚀减成粗化：在铜箔毛面喷淋酸性微蚀液，对铜箔毛面进行微蚀减成粗化；对铜箔毛面进行微蚀减成粗化的同时，在铜箔光面喷淋DI水；(2)阴极极化加成：将经步骤(1)处理的平滑轮廓铜箔和粗化阳极浸于硫酸铜电解液中，平滑轮廓铜箔作为阴极，接通电源，完成瘤化；步骤(2)所述的粗化阳极为板状的钛电极。
图1工序中粗化阶段，使用硫酸铜电沉积法，将平滑轮廓铜箔浸泡于浓度为150-200g/L硫酸酸洗液中，然后在含有硫酸铜电解液的电解槽中沉积铜，最后发现铜箔毛面形貌如图2所示，该方法不能有效地解决平滑轮廓铜箔表面的粗化均匀性，且该方法对铜箔毛面粗化速度较慢，效率低下。
图1工序中粗化阶段，使用浸泡处理法，将平滑轮廓铜箔浸泡于双氧水-硫酸微蚀液中，然后在含有硫酸铜电解液的电解槽中电沉积铜，铜箔毛面粗化效果速度明显加快，但是该方法粗化铜箔毛面时易产生刺鼻性气体，微蚀液容易失效，且铜箔光面同时被微蚀，影响铜箔光面外观。
图1工序中粗化阶段，使用本发明所述的方法，只在铜箔毛面喷淋10-50g/L的双氧水-硫酸微蚀液来减成粗化，再结合阴极极化加成方法在铜箔毛面电沉积铜，此方法能有效提高粗化均匀度和处理速度。为保证铜箔光面形貌，防止双氧水-硫酸微蚀液酸雾飘落至铜箔光面，成氧化点，影响铜箔光面外观，于铜箔光面喷淋DI水实现单独对平滑轮廓铜箔毛面进行粗化处理，使铜箔光面形貌不受影响，保证了铜箔光面的外观。且本发明处理后的铜箔毛面形貌如图3所示，其瘤化晶粒粗化度充足且均匀。
如图4所示，为保证本发明所述的粗化方法的实施，本发明提供一种平滑轮廓铜箔表面粗化处理装置，应用于本发明的粗化处理方法中，其包括微蚀槽3和电沉积槽4，所述微蚀槽3和电沉积槽4上均设置有用于平滑轮廓铜箔1行走的导辊2；所述平滑轮廓铜箔在微蚀槽3和电沉积槽4中的行走路线均为V形；所述微蚀槽3内部设置有第一喷淋装置5、第二喷淋装置6和接水槽7；所述电沉积槽4中设置有板状的钛电极9；所述第一喷淋装置5靠近铜箔毛面设置，所述第二喷淋装置6靠近铜箔光面设置；所述接水槽7置于微蚀槽3底部；所述钛电极9靠近铜箔毛面设置；所述电沉积槽4内部置有硫酸铜电解液8，所述钛电极9浸没于硫酸铜电解液8中；所述第一喷淋装置5用的进液管与微蚀槽3连通；所述第二喷淋装置6用的进液管与接水槽7连通。
在本装置中，第一喷淋装置5喷淋液位双氧水-硫酸微蚀液，第二喷淋装置6喷淋液为DI水，为了防止第二喷淋装置6喷淋出来的双氧水-硫酸微蚀液在微蚀槽3中被DI水稀释失效，设置接水盘7，有效的避免了这一问题。
本发明的高速高频电路用铜箔，采用上述的平滑轮廓铜箔的表面粗化处理方法处理后而得到，经本发明粗化处理后，再完成其它工序处理后的成品铜箔毛面形貌如图3所示。
本发明的高速高频电路用铜箔，采用上述的平滑轮廓铜箔的表面粗化处理装置处理后而得到，经本发明粗化处理后，再完成其它工序处理后的铜箔毛面形貌如图3所示。
本发明的覆铜层压板，采用上述粗化处理方法和/或粗化处理装置制得的高速高频电路用铜箔与绝缘层树脂粘接而得到。
本发明的印制电路板，采用上述覆铜层压板施以二次加工制得。

Claims (10)

1.一种平滑轮廓铜箔表面粗化处理方法，其特征在于，所述方法是在平滑轮廓铜箔表面处理工序中的粗化阶段对铜箔毛面进行粗化，使用硫酸铜电解液，在经双氧水-硫酸微蚀液处理的铜箔毛面形成均匀的瘤化结晶；经双氧水-硫酸微蚀液处理的铜箔光面形貌不受影响；所述双氧水-硫酸微蚀液的浓度为10-50g/L。
2.根据权利要求1所述的一种平滑轮廓铜箔表面粗化处理方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)微蚀减成粗化：在铜箔毛面喷淋酸性微蚀液，对铜箔毛面进行微蚀减成粗化；对铜箔毛面进行微蚀减成粗化的同时，在铜箔光面喷淋DI水；
(2)阴极极化加成：将经步骤(1)处理的平滑轮廓铜箔和粗化阳极浸于硫酸铜电解液中，平滑轮廓铜箔作为阴极，接通电源，完成表面瘤化。
3.根据权利要求2所述的一种平滑轮廓铜箔表面粗化处理方法，其特征在于，步骤(2)所述的粗化阳极为板状的钛电极。
4.一种平滑轮廓铜箔表面粗化处理装置，其特征在于，所述装置应用于权利要求1-3中任意一项所述的平滑轮廓铜箔表面粗化处理方法中。
5.根据权利要求4所述的一种平滑轮廓铜箔表面粗化处理装置，其特征在于，包括微蚀槽和电沉积槽，所述微蚀槽和电沉积槽上均设置有用于平滑轮廓铜箔行走的导辊；所述平滑轮廓铜箔在微蚀槽和电沉积槽中的行走路线均为V形；所述微蚀槽内部设置有第一喷淋装置、第二喷淋装置和接水槽；所述电沉积槽中设置有板状的钛电极。
6.根据权利要求5所述的一种平滑轮廓铜箔表面粗化处理装置，其特征在于，所述第一喷淋装置靠近铜箔毛面设置，所述第二喷淋装置靠近铜箔光面设置；所述接水槽置于微蚀槽底部；所述钛电极靠近铜箔毛面设置；所述电沉积槽内部置有硫酸铜电解液，所述钛电极浸没于硫酸铜电解液中；所述第一喷淋装置用的进液管与微蚀槽连通；所述第二喷淋装置用的进液管与接水槽连通。
7.一种高速高频电路用铜箔，其特征在于，采用权利要求1至3中任一项所述的平滑轮廓铜箔表面粗化处理方法而得到。
8.一种高速高频电路用铜箔，其特征在于，采用权利要求4至6中任一项所述的平滑轮廓铜箔表面粗化处理装置而得到。
9.一种覆铜层压板，其特征在于，采用权利要求7至8中任一项所述的高速高频电路用铜箔与绝缘层树脂粘接而得到。
10.一种印制电路板，其特征在于，采用权利要求9所述的覆铜层压板制得。
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