CN110820021A - 一种抗剥离电路板用铜箔及其制备方法 - Google Patents

一种抗剥离电路板用铜箔及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种抗剥离电路板用铜箔及其制备方法，涉及电路板铜箔加工技术领域。所述铜箔为先采用复合添加剂A混合制备基础铜箔，后将基础铜箔采用复合处理剂B处理表面得到，其中复合添加剂A由以下原料制成：聚乙二醇、胶原蛋白、2‑巯基苯并咪唑、硫脲、钨酸钠；所述复合处理剂B由以下原料制成：γ‑甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、3‑(2，3‑环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷、甲基丙烯酸缩水甘油酯、N‑(β‑氨乙基)‑γ‑氨丙基三甲氧基硅烷。本发明克服了现有技术的不足，有效保证所制得铜箔具有优良的抗拉强度与延展性的同时，有效提升铜箔的抗剥离强度，增强铜箔的稳定性，提升其综合性能，适宜推广生产。

Description

一种抗剥离电路板用铜箔及其制备方法
技术领域
本发明涉及电路板铜箔加工技术领域，具体涉及一种抗剥离电路板用铜箔及其制备方法。
背景技术
电子电路板，在电子元器件中用于电子零部件之间形成预定电路的连接，起中继传输的作用，是电子产品的关键电子互连件。
为了满足常规的电路板使用要求，并且提升科技的发展，对铜箔的要求也越来越高，一般高品质的铜箔需满足常温、高温下的抗拉强度与延展性，抗氧化、耐腐蚀、电阻等和环境友好等性能，还要求铜箔具有较低的表面粗糙度，这样用于高速传输时电路的介电损耗会降低。另一方面，具有较低粗度的铜箔用于印制电路，有利于制作更加精细的电路。
但是受到国内制作的环境和成本和技术限制，一般在铜箔的制备过程中较低的铜箔表面粗糙度，会导致铜箔的抗剥离强度降低影响铜箔的实际使用，所以在保证铜箔的常温、高温下的抗拉强度与延展性，抗氧化、耐腐蚀等技术要求的前提下提升其抗剥离强度为现阶段铜箔生产的一大研究方向。
发明内容
针对现有技术不足，本发明提供一种抗剥离电路板用铜箔及其制备方法，有效保证所制得铜箔具有优良的抗拉强度与延展性的同时，有效提升铜箔的抗剥离强度，增强铜箔的稳定性，提升其综合性能，适宜推广生产。
为实现以上目的，本发明的技术方案通过以下技术方案予以实现：
一种抗剥离电路板用铜箔，所述铜箔为先采用复合添加剂A混合制备基础铜箔，后将基础铜箔采用复合处理剂B处理表面得到，其中复合添加剂A由以下重量份原料制成：聚乙二醇6-8份、胶原蛋白2-3份、2-巯基苯并咪唑3-4份、硫脲1-3份、钨酸钠2-4份；所述复合处理剂B由以下重量份原料制成：γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷6-8份、3-(2，3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷2-4份、甲基丙烯酸缩水甘油酯1-1.4份、N-(β-氨乙基)-γ-氨丙基三甲氧基硅烷3-4份。
所述抗剥离电路板用铜箔的制备方法包括以下步骤：
(1)复合添加剂A的制备：将聚乙二醇加入至3倍体积份数的去离子水中，于50-55℃水浴温度下保温搅拌均匀后加入胶原蛋白、2-巯基苯并咪唑、硫脲和钨酸钠，于40-50℃混匀保温3-5h，得复合添加剂A备用；
(2)复合处理剂B的制备：将γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、3-(2，3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷、甲基丙烯酸缩水甘油酯、N-(β-氨乙基)-γ-氨丙基三甲氧基硅烷混合加入100倍体积份数的温水中，高速保温搅拌均匀后常温静置得复合处理剂B备用；
(3)电解液制备：将高纯铜线在溶铜罐中加热溶解生成硫酸铜电解液备用；
(4)复合添加剂A的添加：将上述电解液经过滤后加入高位罐中，滴加复合添加剂A后混匀，再送入生箔机中进行电解生箔，得粗制铜箔备用；
(5)铜箔表面初次粗化处理：将上述粗制铜箔置于电解液中，采用电流密度为20-25A/dm2，处理3-4s，得预处理铜箔备用；
(6)铜箔表面高温氧化处理：将上述预处理铜箔置于80-100℃的高温氧化炉中，在富氧环境下高温氧化30-35min，得表面氧化铜箔备用；
(7)铜箔表面二次粗化处理：将上述表面氧化铜箔进行酸洗后继续加入电解液中采用电流密度为25-30A/dm 2，处理3-4s，得二次粗化铜箔备用；
(8)复合处理剂B处理：将上述二次粗化铜箔于室温环境下表面喷涂复合处理剂B，后置于烘箱中与120-160℃进行干燥15-20min，得抗剥离电路板用铜箔。
优选的，所述步骤(1)中在40-50℃保温混匀的过程中，溶液的保温过程为震荡保温。
优选的，所述步骤(2)中温水的温度为45-50℃。
优选的，所述复合添加剂A的总添加量为每升电解液滴加0.3-0.5mg复合添加剂A。
优选的，所述电解液中钛离子浓度为0.15％，铜离子浓度为0.12％。
优选的，所述步骤(7)中表面氧化铜箔进行酸洗后用清水反复淋洗后再进行二次粗化。
本发明提供一种一种抗剥离电路板用铜箔及其制备方法，与现有技术相比优点在于：
(1)本发明使用复合添加剂A添加至电解铜溶液中，其中胶原蛋白、2-巯基苯并咪唑、硫脲、钨酸钠的添加能够有效提升铜箔的韧性和延展性，增强制得铜箔的稳定性。
(2)本发明使用复合处理剂B对处理后的铜箔进行涂覆后干燥，其中γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、3-(2，3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷、甲基丙烯酸缩水甘油酯、N-(β-氨乙基)-γ-氨丙基三甲氧基硅烷各成分的混合能在紧密粘结铜箔表面的同时，有效提升铜箔后期涂覆树脂的抗剥离性，增强其使用效果。
(3)本发明对铜箔进行二次粗化处理，并且在第一次粗化处理后对其进行表面高温氧化后酸洗，能够在有效降低铜箔表面粗糙度的同时保证后期涂覆的复合处理剂B的粘附性，同时防止粗化降低铜箔的韧性，提升铜箔的使用稳定性。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合本发明实施例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。
实施例1：
一种抗剥离电路板用铜箔，所述铜箔为先采用复合添加剂A混合制备基础铜箔，后将基础铜箔采用复合处理剂B处理表面得到，其中复合添加剂A由以下重量份原料制成：聚乙二醇6份、胶原蛋白2份、2-巯基苯并咪唑3份、硫脲1份、钨酸钠2份；所述复合处理剂B由以下重量份原料制成：γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷6份、3-(2，3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷2份、甲基丙烯酸缩水甘油酯1份、N-(β-氨乙基)-γ-氨丙基三甲氧基硅烷3份。
所述抗剥离电路板用铜箔的制备方法包括以下步骤：
(1)复合添加剂A的制备：将聚乙二醇加入至3倍体积份数的去离子水中，于50-55℃水浴温度下保温搅拌均匀后加入胶原蛋白、2-巯基苯并咪唑、硫脲和钨酸钠，于40-50℃混匀保温3-5h，得复合添加剂A备用；
(2)复合处理剂B的制备：将γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、3-(2，3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷、甲基丙烯酸缩水甘油酯、N-(β-氨乙基)-γ-氨丙基三甲氧基硅烷混合加入100倍体积份数的温水中，高速保温搅拌均匀后常温静置得复合处理剂B备用；
(3)电解液制备：将高纯铜线在溶铜罐中加热溶解生成硫酸铜电解液备用；
(4)复合添加剂A的添加：将上述电解液经过滤后加入高位罐中，滴加复合添加剂A后混匀，再送入生箔机中进行电解生箔，得粗制铜箔备用；
(5)铜箔表面初次粗化处理：将上述粗制铜箔置于电解液中，采用电流密度为20-25A/dm2，处理3-4s，得预处理铜箔备用；
(6)铜箔表面高温氧化处理：将上述预处理铜箔置于80-100℃的高温氧化炉中，在富氧环境下高温氧化30-35min，得表面氧化铜箔备用；
(7)铜箔表面二次粗化处理：将上述表面氧化铜箔进行酸洗后继续加入电解液中采用电流密度为25-30A/dm 2，处理3-4s，得二次粗化铜箔备用；
(8)复合处理剂B处理：将上述二次粗化铜箔于室温环境下表面喷涂复合处理剂B，后置于烘箱中与120-160℃进行干燥15-20min，得抗剥离电路板用铜箔。
其中，所述步骤(1)中在40-50℃保温混匀的过程中，溶液的保温过程为震荡保温；所述步骤(2)中温水的温度为45-50℃；所述复合添加剂A的总添加量为每升电解液滴加0.3-0.5mg复合添加剂A；所述电解液中钛离子浓度为0.15％，铜离子浓度为0.12％；所述步骤(7)中表面氧化铜箔进行酸洗后用清水反复淋洗后再进行二次粗化。
实施例2：
一种抗剥离电路板用铜箔，所述铜箔为先采用复合添加剂A混合制备基础铜箔，后将基础铜箔采用复合处理剂B处理表面得到，其中复合添加剂A由以下重量份原料制成：聚乙二醇8份、胶原蛋白3份、2-巯基苯并咪唑4份、硫脲3份、钨酸钠4份；所述复合处理剂B由以下重量份原料制成：γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷8份、3-(2，3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷4份、甲基丙烯酸缩水甘油酯1.4份、N-(β-氨乙基)-γ-氨丙基三甲氧基硅烷4份。
所述抗剥离电路板用铜箔的制备方法包括以下步骤：
(1)复合添加剂A的制备：将聚乙二醇加入至3倍体积份数的去离子水中，于50-55℃水浴温度下保温搅拌均匀后加入胶原蛋白、2-巯基苯并咪唑、硫脲和钨酸钠，于40-50℃混匀保温3-5h，得复合添加剂A备用；
(2)复合处理剂B的制备：将γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、3-(2，3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷、甲基丙烯酸缩水甘油酯、N-(β-氨乙基)-γ-氨丙基三甲氧基硅烷混合加入100倍体积份数的温水中，高速保温搅拌均匀后常温静置得复合处理剂B备用；
(3)电解液制备：将高纯铜线在溶铜罐中加热溶解生成硫酸铜电解液备用；
(4)复合添加剂A的添加：将上述电解液经过滤后加入高位罐中，滴加复合添加剂A后混匀，再送入生箔机中进行电解生箔，得粗制铜箔备用；
(5)铜箔表面初次粗化处理：将上述粗制铜箔置于电解液中，采用电流密度为20-25A/dm2，处理3-4s，得预处理铜箔备用；
(6)铜箔表面高温氧化处理：将上述预处理铜箔置于80-100℃的高温氧化炉中，在富氧环境下高温氧化30-35min，得表面氧化铜箔备用；
(7)铜箔表面二次粗化处理：将上述表面氧化铜箔进行酸洗后继续加入电解液中采用电流密度为25-30A/dm 2，处理3-4s，得二次粗化铜箔备用；
(8)复合处理剂B处理：将上述二次粗化铜箔于室温环境下表面喷涂复合处理剂B，后置于烘箱中与120-160℃进行干燥15-20min，得抗剥离电路板用铜箔。
其中，所述步骤(1)中在40-50℃保温混匀的过程中，溶液的保温过程为震荡保温；所述步骤(2)中温水的温度为45-50℃；所述复合添加剂A的总添加量为每升电解液滴加0.3-0.5mg复合添加剂A；所述电解液中钛离子浓度为0.15％，铜离子浓度为0.12％；所述步骤(7)中表面氧化铜箔进行酸洗后用清水反复淋洗后再进行二次粗化。
实施例3：
一种抗剥离电路板用铜箔，所述铜箔为先采用复合添加剂A混合制备基础铜箔，后将基础铜箔采用复合处理剂B处理表面得到，其中复合添加剂A由以下重量份原料制成：聚乙二醇7份、胶原蛋白2.5份、2-巯基苯并咪唑3.5份、硫脲2份、钨酸钠3份；所述复合处理剂B由以下重量份原料制成：γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷7份、3-(2，3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷3份、甲基丙烯酸缩水甘油酯1.2份、N-(β-氨乙基)-γ-氨丙基三甲氧基硅烷3.5份。
所述抗剥离电路板用铜箔的制备方法包括以下步骤：
(1)复合添加剂A的制备：将聚乙二醇加入至3倍体积份数的去离子水中，于50-55℃水浴温度下保温搅拌均匀后加入胶原蛋白、2-巯基苯并咪唑、硫脲和钨酸钠，于40-50℃混匀保温3-5h，得复合添加剂A备用；
(2)复合处理剂B的制备：将γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、3-(2，3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷、甲基丙烯酸缩水甘油酯、N-(β-氨乙基)-γ-氨丙基三甲氧基硅烷混合加入100倍体积份数的温水中，高速保温搅拌均匀后常温静置得复合处理剂B备用；
(3)电解液制备：将高纯铜线在溶铜罐中加热溶解生成硫酸铜电解液备用；
(4)复合添加剂A的添加：将上述电解液经过滤后加入高位罐中，滴加复合添加剂A后混匀，再送入生箔机中进行电解生箔，得粗制铜箔备用；
(5)铜箔表面初次粗化处理：将上述粗制铜箔置于电解液中，采用电流密度为20-25A/dm2，处理3-4s，得预处理铜箔备用；
(6)铜箔表面高温氧化处理：将上述预处理铜箔置于80-100℃的高温氧化炉中，在富氧环境下高温氧化30-35min，得表面氧化铜箔备用；
(7)铜箔表面二次粗化处理：将上述表面氧化铜箔进行酸洗后继续加入电解液中采用电流密度为25-30A/dm 2，处理3-4s，得二次粗化铜箔备用；
(8)复合处理剂B处理：将上述二次粗化铜箔于室温环境下表面喷涂复合处理剂B，后置于烘箱中与120-160℃进行干燥15-20min，得抗剥离电路板用铜箔。
其中，所述步骤(1)中在40-50℃保温混匀的过程中，溶液的保温过程为震荡保温；所述步骤(2)中温水的温度为45-50℃；所述复合添加剂A的总添加量为每升电解液滴加0.3-0.5mg复合添加剂A；所述电解液中钛离子浓度为0.15％，铜离子浓度为0.12％；所述步骤(7)中表面氧化铜箔进行酸洗后用清水反复淋洗后再进行二次粗化。
实施例4：
检测上述实施例1-3所得产品的拉伸强度、延展性和抗剥离强度：
(1)按照上述实施例3铜箔的制备方法，在不添加复合添加剂A的情况下，其余步骤与实施例3均相同，制备所得铜箔为对照组1材料；
(2)按照上述实施例3铜箔的制备方法，在将复合处理剂B替换成同等浓度的γ-(2，3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷后，按照实施例3的生产工艺和配比制备多得铜箔为对照组2；
(3)选取上述实施例1-3所得产品为实验组1-3，将实验组1-3和对照组1-2在常温环境下进行剥离强度、拉伸强度和延伸性检测，结果如下表所示：
Figure BDA0002274909910000081
由上表可知本发明所得铜箔具有优良的抗拉强度和延伸率，其中复合添加剂A的添加能有效提升抗拉强度和延伸率，而复合处理剂B相较于常规的γ-(2，3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷能有效提升铜箔的抗剥离强度。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (7)

1.一种抗剥离电路板用铜箔，其特征在于，所述铜箔为先采用复合添加剂A混合制备基础铜箔，后将基础铜箔采用复合处理剂B处理表面得到，其中复合添加剂A由以下重量份原料制成：聚乙二醇6-8份、胶原蛋白2-3份、2-巯基苯并咪唑3-4份、硫脲1-3份、钨酸钠2-4份；所述复合处理剂B由以下重量份原料制成：γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷6-8份、3-(2，3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷2-4份、甲基丙烯酸缩水甘油酯1-1.4份、N-(β-氨乙基)-γ-氨丙基三甲氧基硅烷3-4份。
2.一种抗剥离电路板用铜箔的制备方法，其特征在于：所述抗剥离电路板用铜箔的制备方法包括以下步骤：
(1)复合添加剂A的制备：将聚乙二醇加入至3倍体积份数的去离子水中，于50-55℃水浴温度下保温搅拌均匀后加入胶原蛋白、2-巯基苯并咪唑、硫脲和钨酸钠，于40-50℃混匀保温3-5h，得复合添加剂A备用；
(2)复合处理剂B的制备：将γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、3-(2，3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷、甲基丙烯酸缩水甘油酯、N-(β-氨乙基)-γ-氨丙基三甲氧基硅烷混合加入100倍体积份数的温水中，高速保温搅拌均匀后常温静置得复合处理剂B备用；
(3)电解液制备：将高纯铜线在溶铜罐中加热溶解生成硫酸铜电解液备用；
(4)复合添加剂A的添加：将上述电解液经过滤后加入高位罐中，滴加复合添加剂A后混匀，再送入生箔机中进行电解生箔，得粗制铜箔备用；
(5)铜箔表面初次粗化处理：将上述粗制铜箔置于电解液中，采用电流密度为20-25A/dm2，处理3-4s，得预处理铜箔备用；
(6)铜箔表面高温氧化处理：将上述预处理铜箔置于80-100℃的高温氧化炉中，在富氧环境下高温氧化30-35min，得表面氧化铜箔备用；
(7)铜箔表面二次粗化处理：将上述表面氧化铜箔进行酸洗后继续加入电解液中采用电流密度为25-30A/dm2，处理3-4s，得二次粗化铜箔备用；
(8)复合处理剂B处理：将上述二次粗化铜箔于室温环境下表面喷涂复合处理剂B，后置于烘箱中与120-160℃进行干燥15-20min，得抗剥离电路板用铜箔。
3.根据权利要求2所述的一种抗剥离电路板用铜箔的制备方法，其特征在于：所述步骤(1)中在40-50℃保温混匀的过程中，溶液的保温过程为震荡保温。
4.根据权利要求2所述的一种抗剥离电路板用铜箔的制备方法，其特征在于：所述步骤(2)中温水的温度为45-50℃。
5.根据权利要求2所述的一种抗剥离电路板用铜箔的制备方法，其特征在于：所述复合添加剂A的总添加量为每升电解液滴加0.3-0.5mg复合添加剂A。
6.根据权利要求2所述的一种抗剥离电路板用铜箔的制备方法，其特征在于：所述电解液中钛离子浓度为0.15％，铜离子浓度为0.12％。
7.根据权利要求2所述的一种抗剥离电路板用铜箔的制备方法，其特征在于：所述步骤(7)中表面氧化铜箔进行酸洗后用清水反复淋洗后再进行二次粗化。
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