CN110049636B - 铜箔基板的制作方法及由该方法制得的铜箔基板 - Google Patents
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Abstract
一种铜箔基板的制作方法，其包括：提供一基板；对所述基板进行表面氧化处理，以在该基板的至少一表面上形成活化官能团；通过物理气相沉积在所述基板上形成铜铬合金层，该铜铬合金层与基板之间形成化学键合；在所述铜铬合金层的远离基板的表面形成铜层。所述铜箔基板的制作方法，先对基板进行表面氧化处理，在基板表面形成活化官能团，再在基板上形成铜铬合金层，然后在铜铬合金层上形成铜层，如此，可以使铜铬合金层与基板之间形成化学键合，使得铜铬合金层与基板之间具有较强的结合力，进而使得铜层与基板之间具有较强的结合力。另，本发明还提供一种应用所述铜箔基板的制作方法制得的铜箔基板。
Description
技术领域
本发明涉及一种铜箔基板的制作方法及由该方法制得的铜箔基板。
背景技术
近年来，随着电子产品的小型化及薄型化趋势，柔性电路板在电子产品上的应用越来越广泛。目前，柔性电路板通常采用软性铜箔基板(FCCL)制作而成。
在大数据时代，电子产品的信息处理不断向着信号传输高频化和高速化的方向发展。这就要求电路板的信号传输具有高频化和高速化的性能。如此，要求用于制作电路板的铜箔基板具有高频化和高速化的性能。
然而，现有的高频材料来源有限，液晶聚合物具有较低的介电常数及较低的介电损耗，但是目前的技术无法直接利用电镀、化镀、溅镀或离子镀等方法制作出具有厚度小于6μm的薄铜箔的铜箔基板。
发明内容
有鉴于此，有必要提供一种新的铜箔基板的制作方法，以解决上述问题。
另，还有必要提供一种应用上述铜箔基板的制作方法制得的铜箔基板。
一种铜箔基板的制作方法，其包括如下步骤：
提供一基板；
对所述基板进行表面氧化处理，以在该基板的至少一表面上形成活化官能团；
通过物理气相沉积在所述基板上形成铜铬合金层，该铜铬合金层与基板之间形成化学键合；
在所述铜铬合金层的远离基板的表面形成铜层。
一种铜箔基板，其包括基板、结合于所述基板的铜铬合金层、及结合于该铜铬合金层的远离基板的表面的铜层，该铜铬合金层与基板之间形成化学键合，该基板的材质为液晶聚合物。
本发明的铜箔基板的制作方法，先对基板进行表面氧化处理，在基板表面形成活化官能团，再在基板上形成铜铬合金层，然后在铜铬合金层上形成铜层，如此，可以使铜铬合金层与基板之间形成化学键合，使得铜铬合金层与基板之间具有较强的结合力，进而使得铜层与基板之间具有较强的结合力。此外，所述铜铬合金层只需要单层物理气相沉积，具有很薄的厚度，即可实现在其表面形成铜层，可以制得厚度较薄的铜箔基板。
附图说明
图1为基板的截面示意图。
图2为在图1所述的基板上开设通孔的截面示意图。
图3为在图2所示的基板上形成铜铬合金层的截面示意图。
图4为图3所示的铜铬合金层的表面的扫描电镜图。
图5为本发明较佳实施方式的铜箔基板的截面示意图。
主要元件符号说明
如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本发明。
具体实施方式
下面将结合本发明实施方式中的附图，对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式仅仅是本发明一部分实施方式，而不是全部的实施方式。
基于本发明中的实施方式，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方式，都属于本发明保护的范围。
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。本文中在本发明的说明书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。
请结合参阅图1～5，本发明较佳实施方式提供一种铜箔基板的制作方法，其包括如下步骤：
步骤S1，请参阅图1，提供一基板10。
所述基板10的材质为液晶聚合物(LCP)。该液晶聚合物具有较低的介电常数及较低的介电损耗，有利于制作出高频化和高速化铜箔基板及电路板。
所述液晶聚合物的介电常数Dk的范围为2.1～2.8，该液晶聚合物的介电损耗Df的范围为0.001～0.004。
步骤S2，请进一步参阅图2，在所述基板10上开设至少一通孔11。
所述通孔11具有一孔壁111。
所述开设通孔11的方法为常规应用于电路板制作的机械钻孔或激光钻孔等方法。
步骤S3，对所述基板10进行表面氧化处理，以在基板10的至少一表面及孔壁111上形成活化官能团。
所述活化官能团为C-O、C–O–C、C–N–C或含有活泼氢的官能团。该含有活泼氢的官能团为-OH(氢氧基)、-COOH(羧基)、-NH2(氨基)、-NH(亚氨基)、-SH(氢硫基)等。该活化官能团C-O、C–O–C及C–N–C可以与铬形成氧化铬。该含有活泼氢的官能团中的活泼氢容易被金属离子取代。
该表面氧化处理为物理氧化(Physical oxidation)、化学氧化(Chemicaloxidation)、化学接枝(Chemical grafting)、光化学接枝(Photochemical grafting)、硅烷改性(Sliane modification)等常规应用于聚合物材料表面氧化处理的方法。
该物理氧化可以为等离子氧化、臭氧氧化等常规使用的聚合物表面物理氧化方法。
该化学氧化为使用氢氧化钠溶液、高锰酸钾溶液等对聚合物材料的表面进行氧化处理。
该等离子氧化可以在基板10的表面形成-OH等含有活泼氢的官能团。该臭氧氧化可以在基板10的表面形成-COOH等含有活泼氢的官能团。使用氢氧化钠溶液进行化学氧化时，可以在基板10的表面形成-COOH等含有活泼氢的官能团。使用高锰酸钾溶液进行化学氧化时，可以在基板10的表面形成-COOH、-OH等含有活泼氢的官能团。该化学接枝及光化学接枝可以在基板10的表面形成-COOH、-NH2、-SH等含有活泼氢的官能团。该硅烷改性可以在基板10的表面形成-OH、-NH、-SH等含有活泼氢的官能团。
步骤S4，请进一步参阅图3，通过物理气相沉积(PVD)在所述基板10上形成铜铬合金层20。
在物理气相沉积过程中，所产生的铜离子及铬离子会取代所述基板10表面的含有活泼氢的官能团中的活泼氢，如此铜离子及铬离子直接键合在基板10的表面，如此可有效的提高铜铬合金层20与基板10之间的结合力。此外，铬与所述基板10表面的活化官能团C-O、C–O–C及C–N–C可以形成氧化铬，而形成化学键合，从而进一步提高铜铬合金层20与基板10之间的结合力。
所述铜铬合金层20包括结合于所述基板10至少一表面的第一铜铬合金层21及结合于所述孔壁111上的第二铜铬合金层22。
所述第一铜铬合金层21与所述第二铜铬合金层22相连接，且连接处位于所述基板10的表面与所述孔壁111的相交处。
请进一步参阅图4，所述铜铬合金层20的表面平滑，无明显纹路，粗糙度较低，适合于制作细线路的电路板。所述基板10的表面形成铜铬合金层20前后的表面粗糙度变量小，换言之，所述铜铬合金层20的表面粗糙度等于或稍大于所述基板10的表面粗糙度。在至少一实施例中，所述表面粗糙度变量小于4.3nm。
所述铜铬合金层20的表面晶粒比较细，适合于制作细线路的电路板。
所述铜铬合金层20中，铬的质量百分含量范围为2％～35％。
所述铜铬合金层20的厚度范围为0.2μm～6μm。
所述铜铬合金层20的剥离强度大于0.6kgf/cm。
步骤S5，请进一步参阅图5，在所述铜铬合金层20的远离基板10的表面形成铜层30，即制得铜箔基板100。
所述铜层30包括结合于所述第一铜铬合金层21的远离基板10的表面的第一铜层31及结合于所述第二铜铬合金层22的远离孔壁111的表面的第二铜层32。该第一铜层31与该第二铜层32连接在一起。
可以理解的，所述在所述铜铬合金层20的远离基板10的表面形成铜层30的方法可以为电镀、化学镀、溅镀、离子镀等方法。因所述铜铬合金层20中含有铜，因此在铜铬合金层20的表面形成铜层30时是没有阻碍的。
所述铜铬合金层20只需要单层物理气相沉积，即可实现步骤S5中的形成铜层30的制程。
所述铜箔基板100的制作方法可以同时在通孔11的孔壁111表面依次形成铜铬合金层20及铜层30，即，所述铜箔基板100的制作方法在形成铜层30的同时完成了通孔11的金属化，得到了具有导电性的通孔。
请进一步参阅图5，一种铜箔基板100，其用于制作电子装置的电路板(图未示)，所述电路板为柔性电路板，所述电路板可以是刚挠结合板中的柔性电路板。
所述铜箔基板100包括基板10、结合于所述基板10的铜铬合金层20、及结合于该铜铬合金层20的远离基板10的表面的铜层30。
所述基板10上开设有至少一通孔11。该通孔11具有一孔壁111。所述铜铬合金层20包括结合于所述基板10至少一表面的第一铜铬合金层21及结合于所述孔壁111上的第二铜铬合金层22。所述铜层30包括结合于所述第一铜铬合金层21的远离基板10的表面的第一铜层31及结合于所述第二铜铬合金层22的远离孔壁111的表面的第二铜层32。
所述第一铜铬合金层21与所述第二铜铬合金层22相连接，且连接处位于所述基板10的表面与所述孔壁111的相交处。所述第一铜层31与所述第二铜层32连接在一起。
所述基板10的材质为液晶聚合物。该液晶聚合物的介电常数Dk的范围为2.1～2.8，该液晶聚合物的介电损耗Df的范围为0.001～0.004。
所述铜铬合金层20中，铬的质量百分含量范围为2％～35％。
所述铜铬合金层20的厚度范围为0.2μm～6μm。
所述铜铬合金层20的剥离强度大于0.6kgf/cm。
所述铜铬合金层20的表面晶粒比较细，适合于制作细线路的电路板。
本发明的铜箔基板100的制作方法，基板10的材质选用具有低介电常数及低介电损耗的液晶聚合物，有利于制作出高频化和高速化铜箔基板及电路板。在形成铜铬合金层20之前，先对基板10进行表面氧化处理，在基板10表面形成活化官能团，然后通过物理气相沉积形成铜铬合金层20，如此，可以使铜铬合金层20与基板10之间形成化学键合，如此使得铜铬合金层20与基板10之间具有较强的结合力，进而使得铜层30与基板10之间具有较强的结合力。此外，所述铜铬合金层20只需要单层物理气相沉积，具有很薄的厚度，即可实现在其表面形成铜层30，可以制得厚度较薄的铜箔基板。
另外，以上所述，仅是本发明的较佳实施方式而已，并非对本发明任何形式上的限制，虽然本发明已将较佳实施方式揭露如上，但并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容做出些许更动或修饰为等同变化的等效实施方式，但凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施方式所做的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。
Claims (9)
1.一种铜箔基板的制作方法，其包括如下步骤：
提供一基板，所述基板的材质为液晶聚合物；
对所述基板进行表面氧化处理，以在该基板的至少一表面上形成活化官能团，所述活化官能团包括C-O、C-O-C及C-N-C中的至少一种；
通过物理气相沉积在所述基板上形成铜铬合金层以及氧化铬，该铜铬合金层以及该氧化铬与该基板之间形成化学键合；
在所述铜铬合金层以及该氧化铬远离该基板的表面形成铜层。
2.如权利要求1所述的铜箔基板的制作方法，其特征在于：所述对所述基板进行表面氧化处理之前，还包括在所述基板上开设至少一通孔的步骤。
3.如权利要求2所述的铜箔基板的制作方法，其特征在于：所述通孔具有一孔壁，所述铜铬合金层包括结合于所述基板至少一表面的第一铜铬合金层及结合于所述孔壁上的第二铜铬合金层，所述铜层包括结合于所述第一铜铬合金层的远离基板的表面的第一铜层及结合于所述第二铜铬合金层的远离孔壁的表面的第二铜层。
4.如权利要求1所述的铜箔基板的制作方法，其特征在于：所述活化官能团还包括含有活泼氢的官能团中的一种或几种，该含有活泼氢的官能团为-OH、-COOH、-NH2、-NH、及-SH中的一种或几种。
5.如权利要求1所述的铜箔基板的制作方法，其特征在于：所述铜铬合金层中铬的质量百分含量范围为2％～35％，所述铜铬合金层的厚度范围为0.2μm～6μm。
6.一种铜箔基板，其特征在于：该铜箔基板包括基板、结合于所述基板的铜铬合金层及氧化铬、及结合于该铜铬合金层的远离基板的表面的铜层，该铜铬合金层及该氧化铬与该基板之间形成化学键合，该基板的材质为液晶聚合物。
7.如权利要求6所述的铜箔基板，其特征在于：所述基板上开设有至少一通孔，该通孔具有一孔壁，所述铜铬合金层包括结合于所述基板至少一表面的第一铜铬合金层及结合于所述孔壁上的第二铜铬合金层，所述铜层包括结合于所述第一铜铬合金层的远离该基板的表面的第一铜层及结合于所述第二铜铬合金层的远离孔壁的表面的第二铜层。
8.如权利要求6所述的铜箔基板，其特征在于：所述铜铬合金层中铬的质量百分含量范围为2％～35％。
9.如权利要求6所述的铜箔基板，其特征在于：所述铜铬合金层的厚度范围为0.2μm～6μm。
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- 2018-01-16 CN CN201810041790.6A patent/CN110049636B/zh active Active
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| CN110049636A (zh) | 2019-07-23 |
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