CN110396684A - 一种420-500微米超厚电解铜箔用工艺 - Google Patents

一种420-500微米超厚电解铜箔用工艺 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种420‑500微米超厚电解铜箔用工艺，包括以下步骤：S1：放卷；S2：活化；S3：酸洗；S4：粗化和固化；S5：阻挡层处理；S6：防氧化处理；S7：有机化处理；S8：烘干收卷。本发明可起到向基板以外散发元器件产生的热量的功效，进而使大功率电器高密度互联目的实现，替代了原来的电缆配线、金属板排条等输电形式，既提高了生产效率，又降低了布线的工时成本、电缆与配件成本、维护管理成本等；铜箔大电流基板可有效地降低PCB的热负荷，实现品质均一化，使得使用大电流PCB的终端整机产品的可靠性进一步提高；采用大电流基板代替原有的电缆配线形式，可提高配线的设计自由度，从而实现终端整机产品的小型化。

Description

一种420-500微米超厚电解铜箔用工艺
技术领域
本发明涉及电解铜箔处理技术领域，具体为一种420-500微米超厚电解铜箔用工艺。
背景技术
传统的汽车电路采用铜、铝等金属导线连接各元器件，导线芯金属截面直径往往达3mm以上，导线全部（含绝缘层）截面直径在6mm以上，这些连接导线占用了大量的空间，既降低了汽车的有限使用空间，又增大了汽车自身的重量。而在大功率印制电路板上采用超厚电解铜箔代替铜、铝导线连接元器件，在满足大电流要求基础上比传统的导线连接方式互连密度高数百倍，从而使在有限的空间中布置大量的电子元器件成为可能，在汽车电子方面以大功率印制电路板代替传统的电子线束已成为发展趋势。同时电动汽车的开发、新型大功率锂离子电池、太阳能电池的高速发展也需要有大功率印制电路板与之相配套。
为了解决汽车电路多，占用大量空间，汽车自身重量笨重的问题，而关于大功率PCB散热功效问题目前提高PCB散热能力是依靠宽导线、薄板或多层结构、大面积铺铜或芯层内置厚铜箔层、添加金属底板（如金属基PCB的采用）、增加导热孔等设计方案去实现，为此我们提供一种420-500微米超厚电解铜箔用工艺。
发明内容
本发明的目的在于提供一种420-500微米超厚电解铜箔用工艺，该铜箔符合PCB产品向多层、薄型、高密度方向发展。这些大功率印制电路板要求所用的铜箔能耐较高的电压、较大的电流，同时具有优异的抗高温氧化性、较高的抗剥离强度、较小的电阻系数和优良的可焊性等特点。铜导体承受电流的大小与其导电线路横截面积大小成正比，即从增加铜箔厚度或加大线宽值两个方面设计可以来满足电 流荷载要求，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种420-500微米超厚电解铜箔用工艺，包括以下步骤：
S1：放卷，将电解铜箔原料放置在放料胶辊上进行送料；
S2：活化，送料出来的电解铜箔原料进入到微蚀槽内进行活化处理；
S3：酸洗，活化处理后的原料进入到酸洗槽内进行酸洗；
S4：粗化和固化，酸洗结束后的原料依次进入到粗化槽和固化槽内进行粗化处理和固化处理；
S5：阻挡层处理，采用Zn-Ni-K三元合金处理工艺，粗化和固化后的原料进入阻挡层处理槽内，在原料表面形成阻挡层；
S6：防氧化处理，原料进入到防氧化处理槽内，在铬酐的作用下对原料表面进行防氧化处理；
S7：有机化处理，原料进入到丙基三甲氧基硅烷槽内，对原料表面进行有机化处理；
S8：烘干收卷，有机化处理后的原料进入到烘箱内进行烘干处理，烘干处理完成后，由收卷胶辊进行收卷，即完成对420-500微米超厚电解铜箔的处理工艺。
优选的，所述步骤S2中微蚀槽中硫酸含量为240-400g/L,双氧水含量为2-6g/L。
优选的，所述步骤S3中酸洗槽硫酸含量为20-80g/L。
优选的，所述步骤S4中粗化槽中硫酸含量为20-80g/L；固化槽中硫酸含量为50-90g/L。
优选的，所述步骤S5阻挡层处理的Zn-Ni-K三元合金处理工艺中，Zn2+浓度控制在1.5-3.5g/L，Ni2+浓度控制在1.0-2.0g/L，K+浓度控制在80-120g/L。
优选的，所述步骤S6防氧化处理中防氧化处理槽内的铬酐含量为1-2g/L。
优选的，所述步骤S7有机化处理中丙基三甲氧基硅烷槽内的丙基三甲氧基硅烷浓度为3-8g/L。
优选的，所述上述步骤中胶辊转速控制在3-7m/min,收放卷张力控制在2000-4000N，各槽温度控制在28-35℃，时间为3-6s。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1、本发明可起到向基板以外散发元器件产生的热量的功效，进而使大功率电器高密度互联目的实现；
2、超厚铜箔大电流基板在汽车、电源、电力电子等应用领域中采用，替代了原来的电缆配线、金属板排条等输电形式，既提高了生产效率，又降低了布线的工时成本、电缆与配件成本、维护管理成本等；
3、铜箔大电流基板可有效地降低PCB的热负荷，实现品质均一化，使得使用大电流PCB的终端整机产品的可靠性进一步提高；
4、采用大电流基板代替原有的电缆配线形式，可提高配线的设计自由度，从而实现终端整机产品的小型化。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，对本发明进行进一步详细说明。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。
实施例1
一种420-500微米超厚电解铜箔用工艺，包括以下步骤：
S1：放卷，将电解铜箔原料放置在放料胶辊上进行送料；
S2：活化，送料出来的电解铜箔原料进入到微蚀槽内进行活化处理；
S3：酸洗，活化处理后的原料进入到酸洗槽内进行酸洗；
S4：粗化和固化，酸洗结束后的原料依次进入到粗化槽和固化槽内进行粗化处理和固化处理；
S5：阻挡层处理，采用Zn-Ni-K三元合金处理工艺，粗化和固化后的原料进入阻挡层处理槽内，在原料表面形成阻挡层；
S6：防氧化处理，原料进入到防氧化处理槽内，在铬酐的作用下对原料表面进行防氧化处理；
S7：有机化处理，原料进入到丙基三甲氧基硅烷槽内，对原料表面进行有机化处理；
S8：烘干收卷，有机化处理后的原料进入到烘箱内进行烘干处理，烘干处理完成后，由收卷胶辊进行收卷，即完成对420-500微米超厚电解铜箔的处理工艺。
具体的，所述步骤S2中微蚀槽中硫酸含量为280g/L,双氧水含量为2g/L。
具体的，所述步骤S3中酸洗槽硫酸含量为50g/L。
具体的，所述步骤S4中粗化槽中硫酸含量为35g/L；固化槽中硫酸含量为80g/L。
具体的，所述步骤S5阻挡层处理的Zn-Ni-K三元合金处理工艺中，Zn2+浓度控制在1.8g/L，Ni2+浓度控制在2.0g/L，K+浓度控制在100g/L。
具体的，所述步骤S6防氧化处理中防氧化处理槽内的铬酐含量为1.5g/L。
具体的，所述步骤S7有机化处理中丙基三甲氧基硅烷槽内的丙基三甲氧基硅烷浓度为5g/L。
具体的，所述上述步骤中胶辊转速控制在6m/min,收放卷张力控制在2000N，各槽温度控制在28℃，时间为3s。
经检验测试，采用上述生产工艺制造得到的420微米超厚电解铜箔，常温抗拉强度为350MPa，高温抗拉强度为210 MPa，常温延伸率为22%，高温延伸率为14%，表面粗糙度Ra≤0.38，μmRz：3.8-4.5μm。
实施例2
一种420-500微米超厚电解铜箔用工艺，包括以下步骤：
S1：放卷，将电解铜箔原料放置在放料胶辊上进行送料；
S2：活化，送料出来的电解铜箔原料进入到微蚀槽内进行活化处理；
S3：酸洗，活化处理后的原料进入到酸洗槽内进行酸洗；
S4：粗化和固化，酸洗结束后的原料依次进入到粗化槽和固化槽内进行粗化处理和固化处理；
S5：阻挡层处理，采用Zn-Ni-K三元合金处理工艺，粗化和固化后的原料进入阻挡层处理槽内，在原料表面形成阻挡层；
S6：防氧化处理，原料进入到防氧化处理槽内，在铬酐的作用下对原料表面进行防氧化处理；
S7：有机化处理，原料进入到丙基三甲氧基硅烷槽内，对原料表面进行有机化处理；
S8：烘干收卷，有机化处理后的原料进入到烘箱内进行烘干处理，烘干处理完成后，由收卷胶辊进行收卷，即完成对420-500微米超厚电解铜箔的处理工艺。
具体的，所述步骤S2中微蚀槽中硫酸含量为280g/L,双氧水含量为2g/L。
具体的，所述步骤S3中酸洗槽硫酸含量为50g/L。
具体的，所述步骤S4中粗化槽中硫酸含量为35g/L；固化槽中硫酸含量为80g/L。
具体的，所述步骤S5阻挡层处理的Zn-Ni-K三元合金处理工艺中，Zn2+浓度控制在1.8g/L，Ni2+浓度控制在2.0g/L，K+浓度控制在110g/L。
具体的，所述步骤S6防氧化处理中防氧化处理槽内的铬酐含量为1.5g/L。
具体的，所述步骤S7有机化处理中丙基三甲氧基硅烷槽内的丙基三甲氧基硅烷浓度为5g/L。
具体的，所述上述步骤中胶辊转速控制在6m/min,收放卷张力控制在2000N，各槽温度控制在28℃，时间为3s。
经检验测试，采用上述生产工艺制造得到的420微米超厚电解铜箔，常温抗拉强度为360MPa，高温抗拉强度为230 MPa，常温延伸率为25%，高温延伸率为18%，表面粗糙度Ra≤0.35，μmRz：3.8-4.3μm。
综上所述：本发明严格控制该420-500微米超厚电解铜箔用工艺，可起到向基板以外散发元器件产生的热量的功效，进而使大功率电器高密度互联目的实现；超厚铜箔大电流基板在汽车、电源、电力电子等应用领域中采用，替代了原来的电缆配线、金属板排条等输电形式，既提高了生产效率，又降低了布线的工时成本、电缆与配件成本、维护管理成本等；铜箔大电流基板可有效地降低PCB的热负荷，实现品质均一化，使得使用大电流PCB的终端整机产品的可靠性进一步提高；采用大电流基板代替原有的电缆配线形式，可提高配线的设计自由度，从而实现终端整机产品的小型化。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种420-500微米超厚电解铜箔用工艺，其特征在于：包括以下步骤：
S1：放卷，将电解铜箔原料放置在放料胶辊上进行送料；
S2：活化，送料出来的电解铜箔原料进入到微蚀槽内进行活化处理；
S3：酸洗，活化处理后的原料进入到酸洗槽内进行酸洗；
S4：粗化和固化，酸洗结束后的原料依次进入到粗化槽和固化槽内进行粗化处理和固化处理；
S5：阻挡层处理，采用Zn-Ni-K三元合金处理工艺，粗化和固化后的原料进入阻挡层处理槽内，在原料表面形成阻挡层；
S6：防氧化处理，原料进入到防氧化处理槽内，在铬酐的作用下对原料表面进行防氧化处理；
S7：有机化处理，原料进入到丙基三甲氧基硅烷槽内，对原料表面进行有机化处理；
S8：烘干收卷，有机化处理后的原料进入到烘箱内进行烘干处理，烘干处理完成后，由收卷胶辊进行收卷，即完成对420-500微米超厚电解铜箔的处理工艺。
2.根据权利要求1所述的一种420-500微米超厚电解铜箔用工艺，其特征在于：所述步骤S2中微蚀槽中硫酸含量为240-400g/L,双氧水含量为2-6g/L。
3.根据权利要求1所述的一种420-500微米超厚电解铜箔用工艺，其特征在于：所述步骤S3中酸洗槽硫酸含量为20-80g/L。
4.根据权利要求1所述的一种420-500微米超厚电解铜箔用工艺，其特征在于：所述步骤S4中粗化槽中硫酸含量为20-80g/L；固化槽中硫酸含量为50-90g/L。
5.根据权利要求1所述的一种420-500微米超厚电解铜箔用工艺，其特征在于：所述步骤S5阻挡层处理的Zn-Ni-K三元合金处理工艺中，Zn2+浓度控制在1.5-3.5g/L，Ni2+浓度控制在1.0-2.0g/L，K+浓度控制在80-120g/L。
6.根据权利要求1所述的一种420-500微米超厚电解铜箔用工艺，其特征在于：所述步骤S6防氧化处理中防氧化处理槽内的铬酐含量为1-2g/L。
7.根据权利要求1所述的一种420-500微米超厚电解铜箔用工艺，其特征在于：所述步骤S7有机化处理中丙基三甲氧基硅烷槽内的丙基三甲氧基硅烷浓度为3-8g/L。
8.根据权利要求1所述的一种420-500微米超厚电解铜箔用工艺，其特征在于：所述上述步骤中胶辊转速控制在3-7m/min,收放卷张力控制在2000-4000N，各槽温度控制在28-35℃，时间为3-6s。
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