CN109402572A - 一种无胶柔性覆铜板的生产方法及设备 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种无胶柔性覆铜板的生产方法及设备。该方法包括：在聚酰亚胺薄膜的单面或双面溅射设定厚度的铜层，得到第一覆铜板；对所述第一覆铜板的覆铜面进行铜电镀处理，得到第二覆铜板；对所述第二覆铜板进行水洗处理；对水洗后的第二覆铜板的覆铜面进行防氧化处理；对防氧化处理后的第二覆铜板进行水洗并烘干。本发明提供的无胶柔性覆铜板的生产方法及设备生产出的柔性覆铜板具有粗糙度低、剥离强度高、尺寸稳定性好、耐焊性好、耐折性好、厚度更薄等优点。

Description

一种无胶柔性覆铜板的生产方法及设备
技术领域
本发明涉及柔性覆铜板生产工艺和生产设备领域，特别是涉及一种无胶柔性覆铜板的生产方法及设备。
背景技术
挠性覆铜板(FCCL)的生产方法有三层法(3L)和二层法(2L)之分，3L-FCCL是由三层材料组成：金属箔-胶粘剂-绝缘薄膜。金属箔一般为铜箔，绝缘薄膜一般为聚酰亚胺(PI)薄膜，而胶粘剂则需要FCCL厂家自行研制生产。而2L-FCCL是由金属箔和柔性绝缘薄膜直接复合而成。目前三层法和两层法生产工艺都要求铜箔有一定的粗糙度(Rz大于2.5微米)，来保证PI和铜箔的结合力，但未来的高速高频板要求铜箔要有极低的粗糙度(5G：Rz小于1.5微米；6G：Rz小于0.68微米)，而传统的挠性覆铜板生产工艺已经不能满足高速高频板的要求。
发明内容
本发明的目的是提供一种无胶柔性覆铜板的生产方法及设备，生产出的挠性覆铜板的粗糙度小，可满足6G高速高频板的要求。
为实现上述目的，本发明提供了如下方案：
一种无胶柔性覆铜板的生产方法，包括：
在聚酰亚胺薄膜的单面或双面溅射设定厚度的铜层，得到第一覆铜板；
对所述第一覆铜板的覆铜面进行铜电镀处理，得到第二覆铜板；
对所述第二覆铜板进行水洗处理；
对水洗后的第二覆铜板的覆铜面进行防氧化处理；
对防氧化处理后的第二覆铜板进行水洗并烘干。
可选的，所述设定厚度为100-200nm。
可选的，所述对水洗后的第二覆铜板的覆铜面进行防氧化处理，具体包括：
对水洗后的第二覆铜板的覆铜面进行高温防氧化处理，得到第三覆铜板；
对所述第三覆铜板进行水洗处理；
对水洗后的第三覆铜板的覆铜面进行常温防氧化处理。
可选的，所述铜电镀处理为连续多步的铜电镀处理。
可选的，所述铜电镀处理的电解液组分包括：80-200g/L的硫酸铜、60-200g/L的硫酸、10-60ppm的氯根、0.01-0.05g/L胶原蛋白和0.2-0.5g/L的添加剂，铜电镀处理的温度为15-45℃。
可选的，所述高温防氧化处理的电解液组分包括80-160g/L的焦磷酸钾、6-12g/L的硫酸锌和0.1-2g/L的硫酸镍，pH值为9.0-9.6，温度为30-40℃。
可选的，所述常温防氧化处理的电解液组分包括1-5g/L的铬酐，pH值为11.0-11.6，温度为30-40℃。
本发明还提供了一种无胶柔性覆铜板的生产设备，所述设备应用于本发明提供的无胶柔性覆铜板的生产方法，所述设备在聚酰亚胺薄膜前进方向依次包括：放卷轴、铜电镀槽、水洗槽、高温防氧化槽、水洗槽、常温防氧化槽、水洗槽、干燥设备和收卷轴。
可选的，所述铜电镀槽的数量为多个。
可选的，所述铜电镀槽中设置有四块阳极板，分别位于聚酰亚胺薄膜在所述铜电镀槽中下降段的两侧以及上升段的两侧。
根据本发明提供的具体实施例，本发明公开了以下技术效果：本发明提供的无胶柔性覆铜板的生产方法及设备在聚酰亚胺薄膜上溅射极薄的铜层，并进行多次铜电镀处理，经水洗后进行高温防氧化处理和常温防氧化处理，水洗烘干后得到的柔性覆铜板具有粗糙度低、剥离强度高、尺寸稳定性好、耐焊性好、耐折性好、厚度更薄等优点。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例无胶柔性覆铜板的生产方法流程示意图；
图2为本发明实施例无胶柔性覆铜板的生产设备结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明的目的是提供一种无胶柔性覆铜板的生产方法及设备，生产出的挠性覆铜板的粗糙度小，可满足6G高速高频板的要求。
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
图1为本发明实施例无胶柔性覆铜板的生产方法流程示意图，如图1所示，本发明提供的双无胶柔性覆铜板的生产方法包括以下步骤：
步骤101：在聚酰亚胺薄膜的单面或双面溅射设定厚度的铜层，得到第一覆铜板；设定厚度为100-200nm；
步骤102：对第一覆铜板的覆铜面进行铜电镀处理，得到第二覆铜板；铜电镀处理为为连续多步的铜电镀处理；
步骤103：对第二覆铜板进行水洗处理；
步骤104：对水洗后的第二覆铜板的覆铜面进行防氧化处理；
步骤105：对防氧化处理后的第二覆铜板进行水洗并烘干。
其中，步骤104具体包括：对水洗后的第二覆铜板的覆铜面进行高温防氧化处理，得到第三覆铜板；对第三覆铜板进行水洗处理；对水洗后的第三覆铜板的覆铜面进行常温防氧化处理。
铜电镀处理的电解液组分包括：80-200g/L的硫酸铜、60-200g/L的硫酸、10-60ppm的氯根、0.01-0.05g/L胶原蛋白和0.2-0.5g/L的添加剂，铜电镀处理的温度为15-45℃。
高温防氧化处理的电解液组分包括80-160g/L的焦磷酸钾、6-12g/L的硫酸锌和0.1-2g/L的硫酸镍，pH值为9.0-9.6，温度为30-40℃。
添加剂由聚二硫二丙烷磺酸钠(SPS)、羟乙基纤维素(HEC)、3-巯基-1-丙磺酸钠盐(MPS)、苯基二硫丙烷磺酸钠(BSP)、二甲基甲酰胺基丙烷磺酸钠(TPS)、聚乙二醇(PEG)中一种或几种混合而成。
常温防氧化处理的电解液组分包括1-5g/L的铬酐，pH值为11.0-11.6，温度为30-40℃。
本发明还提供了一种无胶柔性覆铜板的生产设备，如图2所示，在聚酰亚胺薄膜前进方向依次包括：放卷轴1、铜电镀槽2-9、水洗槽10、高温防氧化槽11、水洗槽、12常温防氧化槽13、水洗槽14、干燥设备15和收卷轴16。铜电镀槽的数量为多个。铜电镀槽2-9中设置有四块阳极板，分别位于聚酰亚胺薄膜在铜电镀槽中下降段的两侧以及上升段的两侧。电镀槽中使用的阳极板均为DSA阳极。
PI薄膜上的纳米铜层经导辊进入各级铜电镀槽中，电镀后得到的极薄铜层，再依次经水洗、高温防氧化处理、水洗、常温防氧化处理、水洗、烘干、收卷等过程，得到极薄铜层无胶柔性覆铜板。本设备和工艺可以在PI薄膜单面或双面溅射铜层的基础上，电镀得到单面无胶柔性覆铜板或双面铜层无胶柔性覆铜板。
铜电镀槽为八个独立槽体，前三个槽体尺寸逐渐增大，电镀槽2到电镀槽4的尺寸(高*宽，mm)依次为800*800、950*800、1100*800；后五个电镀槽的尺寸(高*宽，mm)为1250*800。高温防氧化槽11为800*800，常温防氧化槽13为800*800。
每个电镀槽中有四块阳极板，下降段两面各有一块，上升段两面各有一块，可以根据要求进行单面电镀或双面电镀铜箔。前四个槽中阳极板宽度依次300mm、450mm、600mm、750mm，后四个电镀槽中阳极板的宽度也是750mm。高温防氧化槽11为300mm，常温防氧化槽13为300mm。
电镀槽2中的电解液组分包括，硫酸铜120g/L、硫酸100g/L、氯根20ppm、胶原蛋白0.03-0.05g/L和添加剂0.2-0.5g/L，温度为35℃。
电镀槽3——电镀槽9中的电解液组分包括硫酸铜160g/L、硫酸120g/L、氯根30ppm、胶原蛋白0.01-0.03g/L和添加剂0.2-0.5g/L，温度为35℃。
高温防氧化处理的电解液组分包括：焦磷酸钾120g/L、硫酸锌12g/L和硫酸镍1g/L。pH值为9.2-9.4，温度为35℃。
常温防氧化处理的电解液组分包括：铬酐3g/L。pH值为11.2-11.4，温度为35℃。
本发明提供的无胶柔性覆铜板生产设备的具体工作流程为：含有纳米铜层的PI膜从放卷轴A处放卷，经导辊、张力辊进入铜电镀槽2中，电镀后进入铜电镀槽3中，连续经过各级铜电镀槽(4-9)电镀后得到极薄铜铜层；铜层水洗后进入高温防氧化槽11中进行高温防氧化处理，再经过水洗后进入常温防氧化槽13中进行处理，最后经过水洗槽14、烘干设备15至收卷轴16处。
由于PI膜上的铜层厚度仅为100-200nm，很容易被酸性硫酸铜电解液溶解掉，所以对第一步电镀槽2有严格要求，这也是本发明专利的难点；纳米铜层浸入电解液的同时对下降段阳极板进行通电，并且要在较小的电流强度下进行电镀，电流大会使纳米铜层瞬间被电蚀掉，使后续无法正常电镀。电镀后的铜箔经液下辊进入上升段阳极板时，马上对上升段阳极板进行通电，也是较小电流强度下电镀。经过电镀槽2的电镀后，PI或PI膜上的铜层厚度会有所增加，当进入电镀槽3中时，电流强度可以比2槽稍微大点，以铜层不发生电蚀为标准，送电工艺与2槽送电相同；经过电镀槽3的电镀后，铜层厚度进一步增加，后面的电镀槽电流强度可以依次适当增大，提高机列处理车速，提高产量。
本发明得到的极薄铜层无胶柔性覆铜板，具有粗糙度低(Rz小于0.6微米)、剥离强度高、尺寸稳定性好、耐焊性好、耐折性好、厚度更薄等优点；可在PI薄膜上形成1-12μm极薄的铜层，铜表面低粗糙度可以更好的应用在5G/6G通讯领域；可以在PI薄膜单面电镀铜箔，也可以在双面同时电镀铜箔。本发明提供的无胶柔性覆铜板的生产方法及设备，解决了国内现有技术和设备的不足，此方法简单、投资小、成本低，便于企业进行大规模生产。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。
本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (10)

1.一种无胶柔性覆铜板的生产方法，其特征在于，包括：
在聚酰亚胺薄膜的单面或双面溅射设定厚度的铜层，得到第一覆铜板；
对所述第一覆铜板的覆铜面进行铜电镀处理，得到第二覆铜板；
对所述第二覆铜板进行水洗处理；
对水洗后的第二覆铜板的覆铜面进行防氧化处理；
对防氧化处理后的第二覆铜板进行水洗并烘干。
2.根据权利要求1所述的无胶柔性覆铜板的生产方法，其特征在于，所述设定厚度为100-200nm。
3.根据权利要求1所述的无胶柔性覆铜板的生产方法，其特征在于，所述对水洗后的第二覆铜板的覆铜面进行防氧化处理，具体包括：
对水洗后的第二覆铜板的覆铜面进行高温防氧化处理，得到第三覆铜板；
对所述第三覆铜板进行水洗处理；
对水洗后的第三覆铜板的覆铜面进行常温防氧化处理。
4.根据权利要求1所述的无胶柔性覆铜板的生产方法，其特征在于，所述铜电镀处理为连续多步的铜电镀处理。
5.根据权利要求1或4所述的无胶柔性覆铜板的生产方法，其特征在于，所述铜电镀处理的电解液组分包括：80-200g/L的硫酸铜、60-200g/L的硫酸、10-60ppm的氯根、0.01-0.05g/L胶原蛋白和0.2-0.5g/L的添加剂，铜电镀处理的温度为15-45℃。
6.根据权利要求3所述的无胶柔性覆铜板的生产方法，其特征在于，所述高温防氧化处理的电解液组分包括80-160g/L的焦磷酸钾、6-12g/L的硫酸锌和0.1-2g/L的硫酸镍，pH值为9.0-9.6，温度为30-40℃。
7.根据权利要求3所述的无胶柔性覆铜板的生产方法，其特征在于，所述常温防氧化处理的电解液组分包括1-5g/L的铬酐，pH值为11.0-11.6，温度为30-40℃。
8.一种无胶柔性覆铜板的生产设备，其特征在于，所述设备应用于如权利要求1-7任一项所述的无胶柔性覆铜板的生产方法，所述设备在聚酰亚胺薄膜前进方向依次包括：放卷轴、铜电镀槽、水洗槽、高温防氧化槽、水洗槽、常温防氧化槽、水洗槽、干燥设备和收卷轴。
9.根据权利要求8所述的无胶柔性覆铜板的生产设备，其特征在于，所述铜电镀槽的数量为多个。
10.根据权利要求8所述的无胶柔性覆铜板的生产设备，其特征在于，所述铜电镀槽中设置有四块阳极板，分别位于聚酰亚胺薄膜在所述铜电镀槽中下降段的两侧以及上升段的两侧。
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