CN110331369A - 柔性覆铜板的制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种柔性覆铜板的制造方法，方法包括：通过对基片进行微波加热并通过离子束进行清洗，对已清洗的基片进行粗化处理后溅射电镀，以在基片的上表面沉积一层种子层，通过冷却降温以使沉积层与基片紧密贴合，在种子层上表面沉积一层紧密铜层，并将基片置于电镀槽中以在紧密铜层上电镀一层增厚铜层得到覆铜薄膜，对覆铜薄膜进行清洗并对表面进行抗氧化处理，清洗并干燥后最终得到柔性覆铜板。本发明的柔性覆铜板的制造方法，实现铜层与基片的紧密贴合，确保铜层不会与基片脱离，并增强制造所得的柔性覆铜板的抗氧化能力，大幅提高了所制造产品的质量，在实际应用过程中取得了非常良好的效果。

Description

柔性覆铜板的制造方法

技术领域

本发明涉及电镀技术领域，尤其涉及一种柔性覆铜板的制造方法。

背景技术

在生产柔性覆铜板的过程中需对柔性基片进行电镀加工的过程中，也即是在柔性基片表层电镀一层铜，传统的制造方法均是将柔性基片置于电镀液中进行电镀加工以得到柔性覆铜板，然而这一制造方法所得到的柔性覆铜板中基片与铜层的结合力不足，导致铜层容易脱离，从而影响了产品的质量。因而，现有的柔性覆铜板制造方法存在产品质量不高的问题。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种柔性覆铜板的制造方法。

本发明是通过以下技术方案来实现的：

一种柔性覆铜板的制造方法，其中，所述方法包括：

在真空环境中对基片进行微波加热以除去所述基片中的水分；

通过对已去除水分的所述基片进行离子束清洗以使所述基片表面粗化；

对进行离子束清洗后的所述基片进行溅射电镀，以在所述基片的上表面沉积一层种子层，所述种子层为镍、镍化合物、铬、铬化合物、铜、铜化合物、铝、铝化合物、碳、碳化合物、硅、硅化合物、锰、锰化合物中的一种或多种；

将上表面沉积有种子层的所述基片紧于旋转低温冷却鼓表面进行冷却；

对所述基片进行溅射电镀以在所述基片的种子层上沉积一层紧密铜层；

将已沉积紧密铜层的所述基片置于电镀槽中以在所述紧密铜层上电镀一层增厚铜层以得到覆铜薄膜；

使用纯净水对所述覆铜薄膜进行清洗；

将已清洗的所述覆铜薄膜浸泡于抗氧化液中以在所述覆铜薄膜的增厚铜层表面生成抗氧化膜；

使用纯净水对具有抗氧化膜的所述覆铜薄膜进行二次清洗；

对已进行二次清洗的所述覆铜薄膜进行干燥处理以得到柔性覆铜板。

所述的柔性覆铜板的制造方法，其中，所述基片可采用聚酰亚胺(Polyimide，PI)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(Polyethylene terephthalate，PET)、液晶高分子聚合物(LiquidCrystal Polymer，LCP)、可熔性聚四氟乙烯(Polytetrafluoro ethylene，PFA)、聚四氟乙烯(Poly tetra fluoroethylene，PTFE)中的一种或多种聚合物制作而成。

所述的柔性覆铜板的制造方法，其中，所述微波加热所使用的微波频率为300MHz-300GHz，所述真空环境的气压值为1-10KPa。

所述的柔性覆铜板的制造方法，其中，所述离子束由中性原子或分子进行电离得到。

所述的柔性覆铜板的制造方法，其中，所述低温环境的温度为-10至10℃。

所述的柔性覆铜板的制造方法，其中，所述增厚铜层的厚度为1-20μm。

所述的柔性覆铜板的制造方法，其中，所述使用纯净水对所述覆铜薄膜进行清洗，包括：

将所述覆铜薄膜置于浸泡清洗槽内进行浸泡清洗；

使用纯净水对已进行浸泡清洗的覆铜薄膜进行喷淋清洗。

所述的柔性覆铜板的制造方法，其中，所述抗氧化液为含有甲基苯并三氮唑的有机溶剂。

所述的柔性覆铜板的制造方法，其中，所述对已进行二次清洗的所述覆铜薄膜进行干燥处理以得到柔性覆铜板，包括：

将所述覆铜薄膜包裹于吸水旋转轴外表面以将所述抗氧化膜表面附着的水分吸干；

将表面已吸干水分的所述覆铜薄膜置于60-130℃环境下15-60秒，以烘干所述覆铜薄膜得到柔性覆铜板。

与现有的技术相比，本发明具有以下突出优点和效果：

通过对基片进行微波加热并通过离子束进行清洗，以在基片表明紧密沉积一层种子层，通过冷却降温以使沉积层与基片紧密贴合，在种子层上表面沉积一层紧密铜层，并将基片置于电镀槽中以在紧密铜层上电镀一层增厚铜层得到覆铜薄膜，对覆铜薄膜进行清洗并对表面进行抗氧化处理，清洗并干燥后最终得到柔性覆铜板，采用上述方法可使铜层与基片紧密贴合，并增强制造所得的柔性覆铜板的抗氧化能力，大幅提高了所制造产品的质量，在实际应用过程中取得了非常良好的效果。

附图说明

图1为本发明的柔性覆铜板的制造方法的流程示意图。

具体实施方式

本发明提供一种柔性覆铜板的制造方法，为使本发明的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

请参阅图1，图1为本发明的柔性覆铜板的制造方法的流程示意图。如图1所示，该方法包括步骤S101-S110。

S101、在真空环境中对基片进行微波加热以除去所述基片中的水分。具体的，将卷状基片安装于真空电镀机放料轴上并放出基片，首先绕过＂微波干燥区＂继而绕过其他后续工作区，最后绕至收料轴，当微波干燥程序开始时同步起动放料轴及收料轴，达至无间断连续清除基片中水份的目的，在微波干燥区上方安装微波发射组，当基片通过＂微波干燥区＂时微波发射组会发射微波将基片内水份加热至清除。所述微波加热所使用的微波频率为300MHz-300GHz，所述真空环境的气压值为1-10KPa。基片内的水分会影响基片与种子层之间的结合力，进而直接影响基片的后续电镀的质量，因电镀过程中会产生热量，热量使基片中残余水分蒸发，水分蒸发产生的蒸汽压力向外挤压种子层，导致基片与种子层之间的结合力下降。在真空环境下，空气对流传热难以进行，因此可通过微波加热的方式，在真空环境下快速去除基片中的水分。传统干燥方法采用直接加热的方式进行，然而这干燥方法中热传导速度较慢、加热效率低，且难以对基片的温度进行准确控制，被加热的基片的表面及内部还会产生温度差。因此本方案中采用微波加热方式对基片中的水分进行去除，微波频率为300MHz-300GHz，微波加热为辐射加热，微波直接作用于基片，使其内外同时升温，加热速度快，内外温度均匀，且便于对基片温度进行控制，同时在真空环境下，水分可快速从基片中蒸发。例如，在一个大气压下(101KPa)，水的沸点为100℃，而在0.07个大气压下(7.0KPa)，水的沸点是39℃，因此在真空环境中对基片进行微波加热，可在较低温度下快速去除基片中的水分。

在具体实施例中，基片也采用聚合物制作而成，聚合物可以是聚酰亚胺(Polyimide，PI)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(Polyethylene terephthalate，PET)、液晶高分子聚合物(Liquid Crystal Polymer，LCP)、可熔性聚四氟乙烯(Polytetrafluoroethylene，PFA)、聚四氟乙烯(Poly tetra fluoroethylene，PTFE)等聚合材料中的一种或多种。

S102、通过对已去除水分的所述基片进行离子束清洗以使所述基片表面粗化，具体的，当除去水份的基片通过＂离子束清洗区＂安装在旁边的条形离子源会发射出低能量、大束流的离子束可以有效去除基片表面的有机污染物、氧化层，同时将基片的表面粗化。配上1500V 6000W离子源电源，当直流正电位施加在阳极上时，阳极表面形成电场，在此电场作用下，离子被加速发射出放电沟道形成离子束，离子束对基片进行轰击或刻蚀。条形离子源产生的低能量、大束流的离子束可以有效去除基片表面的有机污染物、氧化层，同时将表面粗化，增加薄膜的附着力，亦可避免对基片轰击时造成损伤，条形离子源的结构和材料组成使得其可以完全适应绝大部分反应气体，如氩气、氮气、氧气和甲烷等。条形离子源注入不同反应气体可令基片表面有不同的粗糙度，如氩气、氮气、氧气和甲烷等。低能量、大束流的离子束可以有效去除基片表面的有机污染物、氧化层，同时将基片的表面粗化，以提高后续种子层与基片表层的结合力。

S103、对进行离子束清洗后的所述基片进行溅射电镀，以在所述基片的上表面沉积一层种子层，所述种子层为镍、镍化合物、铬、铬化合物、铜、铜化合物、铝、铝化合物、碳、碳化合物、硅、硅化合物、锰、锰化合物中的一种或多种。被粗化处理后的基片进入“种子层处理区”，在“种子层处理区”下部装有一个溅射靶体，在靶体内装上所需溅射的固体靶材，靶体按不同靶材配以不同的靶电源，可以是高频靶电源、中频靶电源或直流靶电源等，溅射电镀一般是在充有惰性气体的真空环境(气压低于大气压)中，注入气体可是氩气、氮气、氧气和甲烷等，不同气体跟靶材溅射出来的离子有不同的化合反应。通过高压电场的作用，使得氩气电离，产生氩离子流，轰击靶材，被溅出的靶材料原子或分子沉淀积累在基片而形成薄膜状的种子层。所述种子层为镍、镍化合物、铬、铬化合物、铜、铜化合物、铝、铝化合物、碳、碳化合物、硅、硅化合物、锰、锰化合物中的一种或多种。种子层可以为某一元素、多种元素组成的合金、某一元素化合物、多种元素化合物的组合或元素与元素化合物的组合，其中，上述元素可以是镍、铬、铜、铝、碳、硅、锰，元素化合物可以是该元素与磷、氮、氧、硫中的一种或多种所组成的化合物。

S104、将上表面沉积有种子层的所述基片紧于旋转低温冷却鼓表面进行冷却。溅射电镀通过溅射离子冲击注入基片表层，此时基片表层会产生高温，高温会令基片表面有某程度上的热熔现像和不稳定性，将进行溅射电镀后上表面沉积一层种子层的基片紧贴特制的旋转低温冷却鼓表面进行冷却，具体的所述特制的旋转低温冷却鼓表面的温度为-10至10℃，冷却时间为3至30秒。将基片紧贴特制的旋转低温冷却鼓表面中急速冷却，利用冷缩热胀原理令基片在短时间内收缩和冷却定形令基片与种子层之间的结合更加紧密，由于旋转低温冷却鼓表面温度可按需要调节合适温度配合当时行片速度可避免因冷却太急做成开裂，达至避免因冷却太急做成开裂又能提高结合力目的。

S105、对所述基片进行溅射电镀以在所述基片的种子层上沉积一层紧密铜层。本次所采用的溅射电镀的方法同上述种子层的溅射电镀方法，本次溅射可通过多个溅射靶体对基片进行溅射电镀处理，紧密铜层为后续电镀的基础，以使种子层与之后的增厚铜层紧密结合。

S106、将已沉积紧密铜层的所述基片置于电镀槽中以在所述紧密铜层上电镀一层增厚铜层以得到覆铜薄膜，具体的，所述增厚铜层的厚度为1-20μm。可通过将基片置于电镀槽中进行电镀的时间来控制增厚铜层的厚度，电镀时间短则增厚铜层的厚度薄，增加电镀时间则可增加增厚铜层的厚度。

S107、使用纯净水对所述覆铜薄膜进行清洗。进行电镀后，覆铜薄膜上会残余电镀液，因此可通过纯净水对覆铜薄膜进行清洗。

在具体的实施例中，步骤S107还包括子步骤S1071和S1072。

S1071、将所述覆铜薄膜置于浸泡清洗槽内进行浸泡清洗。首先对覆铜薄膜进行浸泡清洗，将覆铜薄膜置于浸泡清洗槽内，通过清洗槽内的纯净水对覆铜薄膜进行浸泡清洗，清洗率为95％。

S1072、使用纯净水对已进行浸泡清洗的覆铜薄膜进行喷淋清洗。对覆铜薄膜进行浸泡清洗后，绝大部分残余电镀液已被清洗，则可通过喷淋清洗的方式对覆铜薄膜进行进一步清洗，清洗率为100％。

S108、将已清洗的所述覆铜薄膜浸泡于抗氧化液中以在所述覆铜薄膜的增厚铜层表面生成抗氧化膜。具体的，抗氧化液为含有甲基苯并三氮唑的有机溶剂，将甲基苯并三氮唑溶于乙醇、丙醇、苯、甲苯、氯仿等有机溶剂中即可得到抗氧化液，抗氧化液中甲基苯并三氮唑的质量比为0.5％-8％。

S109、使用纯净水对具有抗氧化膜的所述覆铜薄膜进行二次清洗。二次清洗的方式依旧包含浸泡清洗及喷淋清洗，具体的，二次清洗所使用的纯净水可以是去离子水。

S110、对已进行二次清洗的所述覆铜薄膜进行干燥处理以得到柔性覆铜板。覆铜薄膜进行二次清洗后，表面附着有纯净水，为方便对所生产得到的柔性覆铜板进行保存，需先对其进行干燥处理。

在具体的实施例中，步骤S110还包括子步骤S1101和S1102。

S1101、将所述覆铜薄膜包裹于吸水旋转轴外表面以将所述抗氧化膜表面附着的水分吸干。具体的，吸水旋转轴为中空设计，吸水旋转轴表面有多个通孔，通过在吸水旋转轴内部产生负压，吸干包裹于吸水旋转轴外表面的覆铜薄膜表面附着的水分，水分从通孔进入吸水旋转轴内的中空腔内并排出。此方法可快速、连续地吸除覆铜薄膜表层的水分。

S1102、将表面已吸干水分的所述覆铜薄膜置于60-130℃环境下15-60秒，以烘干所述覆铜薄膜得到柔性覆铜板。将表面已吸干水分的覆铜薄膜进行烘干，即可得到柔性覆铜板，干燥的柔性覆铜板可方便地进行运输、存储。

本发明公开了一种柔性覆铜板的制造方法，通过对基片进行微波加热并通过离子束进行清洗，以在基片表明紧密沉积一层种子层，通过冷却降温以使沉积层与基片紧密贴合，在种子层上表面沉积一层紧密铜层，并将基片置于电镀槽中以在紧密铜层上电镀一层增厚铜层得到覆铜薄膜，对覆铜薄膜进行清洗并对表面进行抗氧化处理，清洗并干燥后最终得到柔性覆铜板，采用上述方法可使铜层与基片紧密贴合，并增强制造所得的柔性覆铜板的抗氧化能力，大幅提高了所制造产品的质量，在实际应用过程中取得了非常良好的效果。

应当理解的是，本发明的应用不限于上述的举例，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。

Claims (9)

1.一种柔性覆铜板的制造方法，其特征在于，所述方法包括：

在真空环境中对基片进行微波加热以除去所述基片中的水分；

通过对已去除水分的所述基片进行离子束清洗以使所述基片表面粗化；

对进行离子束清洗后的所述基片进行溅射电镀，以在所述基片的上表面沉积一层种子层，所述种子层为镍、镍化合物、铬、铬化合物、铜、铜化合物、铝、铝化合物、碳、碳化合物、硅、硅化合物、锰、锰化合物中的一种或多种；

将上表面沉积有种子层的所述基片紧于旋转低温冷却鼓表面进行冷却；

对所述基片进行溅射电镀以在所述基片的种子层上沉积一层紧密铜层；

将已沉积紧密铜层的所述基片置于电镀槽中以在所述紧密铜层上电镀一层增厚铜层以得到覆铜薄膜；

使用纯净水对所述覆铜薄膜进行清洗；

将已清洗的所述覆铜薄膜浸泡于抗氧化液中以在所述覆铜薄膜的增厚铜层表面生成抗氧化膜；

使用纯净水对具有抗氧化膜的所述覆铜薄膜进行二次清洗；

对已进行二次清洗的所述覆铜薄膜进行干燥处理以得到柔性覆铜板。

2.如权利要求1所述的柔性覆铜板的制造方法，其特征在于，所述基片可采用聚酰亚胺(Polyimide，PI)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(Polyethylene terephthalate，PET)、液晶高分子聚合物(Liquid Crystal Polymer，LCP)、可熔性聚四氟乙烯(Polytetrafluoroethylene，PFA)、聚四氟乙烯(Poly tetra fluoroethylene，PTFE)中的一种或多种聚合物制作而成。

3.如权利要求1所述的柔性覆铜板的制造方法，其特征在于，所述微波加热所使用的微波频率为300MHz-300GHz，所述真空环境的气压值为1-10KPa。

4.如权利要求1所述的柔性覆铜板的制造方法，其特征在于，所述离子束由中性原子或分子进行电离得到。

5.如权利要求1所述的柔性覆铜板的制造方法，其特征在于，所述低温环境的温度为-10至10℃。

6.如权利要求1所述的柔性覆铜板的制造方法，其特征在于，所述增厚铜层的厚度为1-20μm。

7.如权利要求1所述的柔性覆铜板的制造方法，其特征在于，所述使用纯净水对所述覆铜薄膜进行清洗，包括：

将所述覆铜薄膜置于浸泡清洗槽内进行浸泡清洗；

使用纯净水对已进行浸泡清洗的覆铜薄膜进行喷淋清洗。

8.如权利要求1所述的柔性覆铜板的制造方法，其特征在于，所述抗氧化液为含有甲基苯并三氮唑的有机溶剂。

9.如权利要求1所述的柔性覆铜板的制造方法，其特征在于，所述对已进行二次清洗的所述覆铜薄膜进行干燥处理以得到柔性覆铜板，包括：

将所述覆铜薄膜包裹于吸水旋转轴外表面以将所述抗氧化膜表面附着的水分吸干；

将表面已吸干水分的所述覆铜薄膜置于60-130℃环境下15-60秒，以烘干所述覆铜薄膜得到柔性覆铜板。