CN110016701A - 铝箔基板镀膜方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种铝箔基板镀膜方法，适于在所铝箔基板表面形成铜膜或锡膜，包括：提供铝箔基板；利用碱性除油剂对所述铝箔基板进行碱性除油处理；对碱性除油后所述铝箔基板进行水洗；利用化学抛光液对碱性除油后的所述铝箔基板进行化学抛光处理；对化学抛光后所述铝箔基板进行水洗；将所述铝箔基板置于预浸溶液中进行预浸处理；将预浸处理后的所述铝基板置于电镀液中，在所述铝基板的待镀表面进行电镀铜或电镀锡。根据本发明实施例提供的铝箔基板镀膜方法，工艺简单，生产加工成本低，同时，能够达到镀层与铝箔基板之间高强度的结合力，满足电路板的性能要求。

Description

铝箔基板镀膜方法
技术领域
本发明涉及金属镀膜技术领域，尤其涉及一种铝箔基板镀膜方法。
背景技术
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。它容易粘合于绝缘层，接受印刷保护层，腐蚀后形成电路图样。
近年来，为了降低电路板成本，业内提出了采用在铝箔基板上镀一层铜膜，以此来替代传统的铜箔基板，由于铝的成本相对于铜而言要低得多，因此，可大幅度降低成本。
然而，在铝箔基板表面镀铜膜是非常困难的，其主要原因：①铝是一种化学性质比较活泼的金属，在大气中易生成一层薄而致密的氧化膜，即使在刚刚除去氧化膜的新鲜表面上，也会重新生成氧化膜，严重影响镀层与基体的结合力。②铝的电极电位很低，极易失去电子，当浸入镀液时，能与多种金属离子发生置换反应，析出的金属与铝表面形成接触镀层。这种接触性镀层疏松粗糙，与基体的结合力强度差，严重影响了镀层与基体的结合力。③铝属于两性金属，在酸、碱溶液中都不稳定，往往使镀膜过程复杂化。由此可知，要在铝及铝合金制品上得到良好的镀层，最关键的就是结合力问题，而结合力取决于镀膜前处理。因此，对于铝及其合金来说，镀前处理是十分重要的。
相关技术中，公开了一种铝箔基板镀铜方法，浸蚀→第一次浸锌→硝酸退除→第二次浸锌→预镀铜→预镀铜，也即是，在前处理采用浸锌处理(业内称之为“浸锌法”)，当然，类似的还有“浸镍法”，这种前处理方式，极其繁琐，工序复杂，而且，这种具有铜膜的铝箔基板应用于电路板时，由于具有浸锌层和/或浸锌层，所以，给电路板制作电路图形造成了困难。
发明内容
本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明的目的在于提出一种铝箔基板镀膜方法。
为实现上述目的，根据本发明实施例的铝箔基板镀膜方法，适于在所铝箔基板表面形成铜膜或锡膜，包括：
提供铝箔基板；
利用碱性除油剂对所述铝箔基板进行碱性除油处理；
对碱性除油后所述铝箔基板进行水洗；
利用化学抛光液对碱性除油后的所述铝箔基板进行化学抛光处理；
对化学抛光后所述铝箔基板进行水洗；
将所述铝箔基板置于预浸溶液中进行预浸处理；
将预浸处理后的所述铝基板置于电镀液中，在所述铝基板的待镀表面进行电镀铜或电镀锡。
根据本发明实施例提供的铝箔基板镀膜方法，先进行碱性除油处理，再进行化学抛光及预浸处理，最后，在进行电镀铜或电镀锡，如此，其简化工艺，降低生产加工成本，同时，能够达到镀层与铝箔基板之间高强度的结合力，满足电路板的性能要求。
另外，根据本发明上述实施例的铝箔基板镀膜方法还可以具有如下附加的技术特征：
根据本发明的一个实施例，所述碱性除油剂包括以下重量份数的组分：
根据本发明的一个实施例，所述化学抛光液包括以下重量份数的组分：
根据本发明的一个实施例，当在所述铝箔基板表面镀铜膜时，所述预浸溶液包括以下重量份数的组分：
焦磷酸铜 1-5重量份；
焦磷酸钾 1-15重量份；
所述电镀液包括以下重量份数的组分：
焦磷酸铜 5-15重量份；
焦磷酸钾 15-30重量份；
第二添加剂 3-6重量份。
根据本发明的一个实施例，当在所述铝箔基板表面镀锡膜时，所述预浸溶液包括以下重量份数的组分：
硫酸亚锡 3-7重量份；
硫酸 30-70重量份；
所述电镀液包括以下重量份数的组分：
根据本发明的一个实施例，所述化学抛光处理时的温度为80-120℃，时间为2-10min。
根据本发明的一个实施例，所述电镀铜时的温度为30-50℃，电流密度为0.5-2.5A/m2，所述电镀锡时的温度为18-25℃，电流密度为1.0-2.0A/m2。
根据本发明的一个实施例，还包括：
对电镀铜或电镀锡后的铝箔基板进行先水洗后再进行抗氧化处理。
本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
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，下面将对实施例或现有技术描述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示出的结构获得其他的附图。
图1是本发明实施例铝箔基板镀膜方法的流程图。
本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制，基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作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。
此外，本发明可以在不同例子中重复参考数字和/或字母。这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施例和/或设置之间的关系。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。在本发明的描述中，“若干”的含义是至少一个，例如一个，两个等，除非另有明确具体的限定。除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
参照图1所示，根据本发明实施例提供的铝箔基板镀膜方法，适于在所铝箔基板表面形成铜膜或锡膜，包括如下步骤：
S101、提供铝箔基板，铝箔基板是指在绝缘基材上铺设有铝箔层的板材。铝箔层可以铺设于柔性基材上以形成柔性膜材，也可以铺设于硬质基材上以硬质板材，铝箔基板镀铜后，可以应用于柔性线路板(FPC板)或者硬质线路板(PCB硬板)。
S102、利用碱性除油剂对所述铝箔基板进行碱性除油处理。由于在铝箔生产加工过程中，其铝箔表面可能具有油污，同时，铝是一种化学性质非常活泼的金属，在大气中易生成一层薄而致密的氧化膜，即使在刚刚除去氧化膜的新鲜表面上，也会重新生成氧化膜，所以，铝箔表面通常会形成有氧化膜，而油污及氧化膜的存在，导致铝箔基板的表面无法镀铜或镀锡，因此，该步骤中，通过碱性除油剂对铝箔基板进行碱性除油处理，一方面，借助于碱性除油剂对可皂化性油污的皂化作用和对非皂化油污的乳化作用，进而除去铝箔基板表面的油污。同时，利用碱性除油剂的腐蚀作用对铝箔基板表面的氧化膜进行去除。
S103、对碱性除油后所述铝箔基板进行水洗，通过水洗去除铝箔基板表面残余的油污及的碱性除油剂。
S104、利用化学抛光液对碱性除油后的所述铝箔基板进行化学抛光处理。化学抛光是利用铝在酸性或碱性电解质溶液中的选择性自溶解作用，来整平抛光其表面，以降低其表面粗糙度、PH的化学加工方法。该步骤中，通过对铝箔基板进行化学抛光后，可以使得铝箔基板表面更加光亮、细致。
较佳的，化学抛光处理时的温度为80-120℃，时间为2-10min。
S105、对化学抛光后所述铝箔基板进行水洗，通过水洗去除铝箔基板表面残余的化学抛光液及化学抛光后产生的灰层。
S106、将所述铝箔基板置于预浸溶液中进行预浸处理，所谓预浸是指工件在某种预浸溶液中浸渍一段时间后不经水洗而直接入镀槽电镀的工序。
较佳的，预浸时间为10-60秒，温度10-30℃。
S107、将预浸处理后的所述铝基板置于电镀液中，在所述铝基板的待镀表面进行电镀铜或电镀锡。
较佳的，电镀铜时的温度为30-50℃，电流密度为0.5-2.5A/m2。电镀锡时的温度为18-25℃，电流密度为1.0-2.0A/m2。
也就是说，在对铝箔基板进行化学抛光并水洗之后，再将铝箔基板放入至预浸溶液中进行预浸处理，接着，直接预浸后的铝箔基板进行电镀铜。发明人发现，通过该化学抛光后的铝箔基板放入至预浸溶液中进行预浸处理之后，可以大幅度提高镀层与铝箔基板上铝箔层的结合力。
根据本发明实施例提供的铝箔基板镀膜方法，先进行碱性除油处理，再进行化学抛光及预浸处理，最后，在进行电镀铜或电镀锡，如此，其简化工艺，降低生产加工成本，同时，能够达到镀层与铝箔基板之间高强度的结合力，满足电路板的性能要求。
在本发明的一个实施例中，碱性除油剂包括以下重量份数的组分：
其中，氢氧化钠是强碱，具有很强的皂化能力，便于去除可皂化油污，碳酸钠呈弱碱性，有一定的皂化能力，可去除可皂化油污，同时，碳酸钠容易吸收空气中的二氧化碳，并发生水解反应生成碳酸氢钠。由于氢氧化钠对铝具有较强的腐蚀性，因此，其用量不宜过多，碱性除油剂PH值最好在9-12之间。而生成的碳酸氢钠对碱性除油剂的pH值有一定的缓冲作用，便于控制碱性除油剂的PH值在9-12之间，以维持碱性除油剂的稳定活性。
磷酸钠有一定的皂化能力和缓冲pH值的作用。同时，磷酸钠还具有乳化作用，在水中溶解度大，水洗性好并能使非皂化油污容易从工件表面洗去。
表面活性剂主要起促进乳化、加速除油进程的作用，在碱性除油剂中加入表面活性剂，可以除去非皂化油污。该表面活性剂可以选自OP-10(聚氧乙烯辛基苯酚醚-10)、平平加(天然脂肪醇与环氧乙烷加成物)、油酸三乙醇胺皂、6501(椰油脂肪酸二乙醇酰胺)、6503(烷基醇酰胺磷酸酯)、磺酸等中的至少一种。
在本发明的一个实施例中，化学抛光液包括以下重量份数的组分：
其中，磷酸是主要的发光剂，如果化学抛光液中磷酸浓度不足一则需要有较高的温度；二则其抛光光亮度下降。抛光液中随磷酸比例的增加，光亮度增加，同时抛光温度降低，磷酸是提高光亮度的主要成分。
硫酸是一种性能较好的点蚀抑制剂和工艺范围扩展剂，硫酸的加入能改善抛光面的表面粗糙度，防止点蚀的发生，使抛光作用均匀化，提高抛光过程的整平性和加快抛光速度。同时，在抛光处理过程中，会造成化学抛光液内铝离子的累积，通常这些铝离子的浓度较高时会导致结晶，而通过添加硫酸可以抑制结晶。
硝酸的含量直接关系到抛光后的效果，硝酸可以明显增加光亮度，但过高的硝酸会增加抛光液对工件的腐蚀速率，同时也使抛光后的表面光亮度下降，出现面粗的质量问题。硝酸含量过低时，抛光速度慢，抛光表面的光亮度差，还容易在工件表面沉积出红色的接触铜或黑色薄膜覆盖层。硝酸的用量与磷酸和硫酸的比例有关，磷酸的比例越高，硝酸的用量也越低。
第一添加剂可以提高抛光质量，可选地，第一添加剂可以选自硫酸铵、尿素、硝酸铜、硫酸镍、硫酸银、硼酸中的至少一种。
在本发明的一个实施例中，当在所述铝箔基板表面镀铜膜时，所述预浸溶液包括以下重量份数的组分：
焦磷酸铜 1-5重量份；
焦磷酸钾 1-15重量份。
所述电镀液包括以下重量份数的组分：
焦磷酸铜 5-15重量份；
焦磷酸钾 15-30重量份；
第二添加剂 3-6重量份。
其中，焦磷酸铜主要用于供给铜离子，而焦磷酸钾为络合剂，此两者能作用生成络盐焦磷酸铜钾。焦磷酸钾除了与铜生成络盐外，还有一部分游离焦磷酸钾，它可以使络盐稳定并可提高镀液均镀能力和深镀能力。
第二添加剂可以选自柠檬酸、酒石酸、氨三乙酸中至少一种，以改善镀液性能。当镀液中添加某些光亮剂后，还可以获得光亮的铜镀层。
采用上述电镀液进行镀铜，其工艺成分简单、镀液稳定、电流效率高、均镀能力和深镀能力较好、镀层结晶细致，并能获得较厚的镀层。电镀过程没有刺激性气体逸出。
在本发明的一个实施例中，当在所述铝箔基板表面镀锡膜时，所述预浸溶液包括以下重量份数的组分：
硫酸亚锡 3-7重量份；
硫酸 30-70重量份。
所述电镀液包括以下重量份数的组分：
其中，硫酸亚锡主要用于提供锡离子。硫酸可以增加电镀液的导电性能，促进锡阳极的溶解，并能抑制电镀液中二价锡的水解，硫酸含量过高会使阳极溶解加快，使镀液中锡含量增加，使镀锡层粗糙。硫酸含量过低，会使镀液分散能力下降，阴极电流密度降低，影响镀锡层的光亮性，使二价锡容易水解，导致镀液的浑浊。
光亮剂可以使镀锡层光亮，光亮添加剂一般是醛、酚之类的有机物和增溶的表面活性剂等组成。光亮添加剂含量太多会降低阴极电流效率，同时过多的光亮添加剂在镀液中的氧化又会加速电镀液的浑浊。
稳定剂是为了防止电镀液中的二价锡水解，因为水解后的二价锡呈乳状浑浊，稳定剂可以选自异烟酸、硫酸亚铁、酚类物质中的至少一种。
在本发明的一些实施例中，还包括对电镀铜或电镀锡后的铝箔基板进行先水洗后再进行抗氧化处理，如此，可以提高其表面的抗氧化性能。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的发明构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (8)

1.一种铝箔基板镀膜方法，适于在所铝箔基板表面形成铜膜或锡膜，其特征在于，包括：
提供铝箔基板；
利用碱性除油剂对所述铝箔基板进行碱性除油处理；
对碱性除油后所述铝箔基板进行水洗；
利用化学抛光液对碱性除油后的所述铝箔基板进行化学抛光处理；
对化学抛光后所述铝箔基板进行水洗；
将所述铝箔基板置于预浸溶液中进行预浸处理；
将预浸处理后的所述铝基板置于电镀液中，在所述铝基板的待镀表面进行电镀铜或电镀锡。
2.根据权利要求1所述的铝箔基板镀膜方法，其特征在于，所述碱性除油剂包括以下重量份数的组分：
3.根据权利要求1所述的铝箔基板镀膜方法，其特征在于，所述化学抛光液包括以下重量份数的组分：
4.根据权利要求1所述的铝箔基板镀膜方法，其特征在于，当在所述铝箔基板表面镀铜膜时，所述预浸溶液包括以下重量份数的组分：
焦磷酸铜 1-5重量份；
焦磷酸钾 1-15重量份；
所述电镀液包括以下重量份数的组分：
焦磷酸铜 5-15重量份；
焦磷酸钾 15-30重量份；
第二添加剂 3-6重量份。
5.根据权利要求1所述的铝箔基板镀膜方法，其特征在于，当在所述铝箔基板表面镀锡膜时，所述预浸溶液包括以下重量份数的组分：
硫酸亚锡 3-7重量份；
硫酸 30-70重量份；
所述电镀液包括以下重量份数的组分：
6.根据权利要求1所述的铝箔基板镀膜方法，其特征在于，所述化学抛光处理时的温度为80-120℃，时间为2-10min。
7.根据权利要求1所述的铝箔基板镀膜方法，其特征在于，所述电镀铜时的温度为30-50℃，电流密度为0.5-2.5A/m2，所述电镀锡时的温度为18-25℃，电流密度为1.0-2.0A/m2。
8.根据权利要求1所述的铝箔基板镀膜方法，其特征在于，还包括：
对电镀铜或电镀锡后的铝箔基板进行先水洗后再进行抗氧化处理。
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