CN115058711A - 一种易剥离的超薄载体铜箔的制备方法 - Google Patents

一种易剥离的超薄载体铜箔的制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN115058711A
CN115058711A CN202210721314.5A CN202210721314A CN115058711A CN 115058711 A CN115058711 A CN 115058711A CN 202210721314 A CN202210721314 A CN 202210721314A CN 115058711 A CN115058711 A CN 115058711A
Authority
CN
China
Prior art keywords
copper foil
layer
preparation
carrier
organic
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN202210721314.5A
Other languages
English (en)
Other versions
CN115058711B (zh
Inventor
武玉英
韩俊青
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shandong University
Original Assignee
Shandong University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Shandong University filed Critical Shandong University
Priority to CN202210721314.5A priority Critical patent/CN115058711B/zh
Publication of CN115058711A publication Critical patent/CN115058711A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN115058711B publication Critical patent/CN115058711B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23CCOATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C28/00Coating for obtaining at least two superposed coatings either by methods not provided for in a single one of groups C23C2/00 - C23C26/00 or by combinations of methods provided for in subclasses C23C and C25C or C25D
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C33/00Making ferrous alloys
    • C22C33/003Making ferrous alloys making amorphous alloys
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C45/00Amorphous alloys
    • C22C45/02Amorphous alloys with iron as the major constituent
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23CCOATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C14/00Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
    • C23C14/06Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the coating material
    • C23C14/14Metallic material, boron or silicon
    • C23C14/16Metallic material, boron or silicon on metallic substrates or on substrates of boron or silicon
    • C23C14/165Metallic material, boron or silicon on metallic substrates or on substrates of boron or silicon by cathodic sputtering
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23CCOATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C14/00Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
    • C23C14/22Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the process of coating
    • C23C14/34Sputtering
    • C23C14/35Sputtering by application of a magnetic field, e.g. magnetron sputtering
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23CCOATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C14/00Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
    • C23C14/58After-treatment
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23CCOATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C26/00Coating not provided for in groups C23C2/00 - C23C24/00
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C25ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25DPROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
    • C25D1/00Electroforming
    • C25D1/04Wires; Strips; Foils
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10Energy storage using batteries
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P10/00Technologies related to metal processing
    • Y02P10/20Recycling

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • Laminated Bodies (AREA)

Abstract

本发明涉及一种易剥离的超薄载体铜箔的制备方法,属于铜箔的制造技术领域。超薄载体铜箔包括载体铜箔层、剥离层、超薄铜箔层,剥离层包括金属层和有机层;金属层由Fe、B以及Co、Ni中的一种的非晶合金通过磁控溅射的方式得到,有机层由含有含氮有机物的有机液通过吸附处理得到,从而在铜箔的上表面形成表面均匀、性能稳定的复合剥离层。将经过吸附处理的载体箔浸入电镀铜溶液中,进行超薄铜箔的电沉积制备。本发明可以有效避免载体铜箔与极薄铜箔之间难剥离等问题,复合剥离层是通过磁控溅射和有机吸附的方式制备,剥离层极薄且均匀,且复合剥离层与载体箔以及极薄铜箔之间的结合力有异,能使压合后的超薄铜箔易于完全、稳定地与载体箔剥离。

Description

一种易剥离的超薄载体铜箔的制备方法
技术领域
本发明涉及一种新型复合层作为剥离层的超薄载体铜箔,尤其涉及一种易剥离的超薄载体铜箔的制备方法,属于铜箔的制造技术领域。
背景技术
电解铜箔广泛应用于芯片封装、印刷电路和新能源等领域,是封装基板、印制线路板和锂电池集流体等产品的关键基础材料。随着集成电路向高密度、多层化、薄型化,以及动力电池向高能量密度、大储量、轻量化等方向的快速发展,对铜箔的厚度和综合性能提出越来越高的要求。然而随着铜箔的厚度逐渐减小,超薄铜箔的制备面临着很大的挑战,在制备超薄铜箔的过程中,极易受到外力的作用产生褶皱与撕裂等问题。为了解决这一问题,相关铜箔企业和科研机构开始研发附载体的方式制备超薄铜箔,大多的附载体超薄铜箔通常采用十几到几十微米的电解铜箔作载体层,然后在载体层上形成剥离层,最后再沉积超薄铜箔。为了确保载体铜箔和超薄铜箔之间能更好的分离,剥离层的制备显得尤为重要,目前,剥离层主要分为无机剥离层、有机剥离层和复合剥离层三种。无机剥离层主要为金属层或合金层,当采用金属层作为剥离层时,在高温下剥离层和铜箔之间会引起相互扩散,界面处粘合强度增加,使得载体铜箔和极薄铜箔之间难以剥离;有机剥离层使用有机化合物作为剥离层,常用的剥离层有含氮化合物、含硫化合物,使用有机化合物作为剥离层时,剥离强度过小,使得制备超薄载体铜箔的过程中易发生超薄铜箔从载体铜箔上脱离的现象;复合剥离层经常选用有机层和合金层共同作为剥离层,该复合剥离层可以调控载体铜箔和极薄铜箔与剥离层界面之间的剥离强度,解决极薄铜箔难以剥离的问题。现有采用有机层和金属层作为剥离层来实现载体铜箔与极薄铜箔之间更好的分离,且金属层均是在含有金属元素的盐溶液中通过电化学沉积的方式获得。电化学沉积法不但有电镀液与废水排放处理问题,增加了处理的费用与时间问题,且通过电化沉积法制备的镀层的内应力是影响镀层质量的关键因素,镀层内的高内应力常常使镀层发生翘曲、开裂,因此采用电沉积法时需严格控制镀液环境,对镀液的要求极高。同时电沉积法制备的金属剥离层成分均匀,在界面两侧的结合力差别不大。
发明内容
针对现有技术的不足,为了克服现有极薄附载体铜箔中剥离层的剥离强度较大的不足,本发明提供一种新型复合剥离层,提供一种易剥离的超薄载体铜箔的制备方法。该载体铜箔含有表面均匀、性能稳定的复合剥离层,有效降低了载体铜箔的剥离强度;其中金属剥离层采用磁控溅射技术在载体箔的表面溅射一层铁基非晶合金膜,有机剥离层采用吸附有机物的方式获得。有机层与极薄铜箔形成较弱的界面结合,金属层与载体箔形成较强的界面冶金结合,实现界面强度的差异化控制。该极薄附载体铜箔具有易剥离、晶粒细腻、界面纯净的特点。
本发明的技术方案如下:
一种易剥离的超薄载体铜箔的制备方法,所述超薄载体铜箔包括载体铜箔层、剥离层、超薄铜箔层,所述的剥离层包括金属层和有机层;金属层包括铁基非晶合金,有机层包括含氮的有机化合物;由非晶合金层和有机层作为剥离层;方法包括步骤如下:
(1)Fe基非晶合金靶材的制备
Fe基非晶合金为AaBbCc非晶合金,AaBbCc非晶合金靶材中A元素为铁Fe,B元素为Co、Ni 中的一种,C元素为硼B,所述AaBbCc中a、b、c为原子百分数,优选的,a=80~94,b=5~15, c=1~5,a+b+c=100;
a.配料
将AaBbCc中各元素的原子百分比换算成质量百分比,按照所述质量百分比分别称取上述原料;优选的,Fe的纯度为99wt.%,其他原材料纯度均为99.9wt.%;
b.制备母合金
采用石英坩埚在真空熔炼炉中熔炼,将Fe、Co/Ni、B颗粒放在真空熔炼炉中的石英坩埚中,关闭炉门并抽真空至1×10-2以下,采用氩气气氛保护防止氧化,控制熔炼电流在200A-300A直至合金块全部熔化,随后在真空熔炼炉中将合金熔体浇注;完成一次熔炼之后,按照步骤b所述熔炼条件反复熔炼2-3次以确保各组分熔融且成分均匀,取出得到母合金;
c.制备块体非晶合金锭
将步骤b制备的母合金在气体保护下进行电磁感应熔炼,随后利用真空吹铸设备将合金熔体喷入圆柱形水冷铜模腔体内,制备获得圆柱状块体非晶样品;
d.靶材的制备
将圆柱状块体非晶样品进行精细加工,加工成圆饼状,得到铁基非晶合金靶材;
(2)载体铜箔的准备
为了去除载体铜箔表面的油脂以及氧化层,对载体铜箔进行酸洗处理,选用丙酮、无水乙醇、10vol.%的稀硫酸依次对铜箔表面进行去油脂和酸洗处理;
(3)金属剥离层的制备
将酸洗处理的载体铜箔作为溅射衬底固定在磁控溅射装置的基底上,将铁基非晶合金靶材置于靶位上进行溅射,优选的,根据现场磁控溅射效果,设置真空度为4×10-4Pa,工作气压0.4-0.6Pa,氩气流量20-50sccm,溅射功率100W,溅射时间60-240min,加热温度20-100℃;将载体铜箔从基底上取下来;
(4)有机剥离层的制备
将所述磁控溅射处理后的铜箔用含有有机物的有机液进行吸附,形成有机层;
优选的,所述有机层为含氮的有机化合物,进一步优选的,含氮的有机化合物为三唑化合物、咪唑化合物中的任一种;
优选的,所述吸附处理的条件包括温度20-30℃,时间为30-50s,有机物的浓度为1g/L-5g/L;
(5)超薄铜箔的制备
将经过吸附处理的载体箔浸入电镀铜溶液中,进行超薄铜箔的电沉积制备;优选的,电镀铜溶液中铜浓度为50-110g/L,硫酸浓度为80-120g/L,电流密度为5-30A/dm2,电解液温度为40-70℃,氯化物浓度为20-50ppm,羟乙基纤维素浓度≤20ppm;骨胶浓度≤40ppm,电解时间10-60s。
本发明的有益效果在于:
本发明提供了一种易剥离的超薄载体铜箔的制备方法,该复合剥离层是通过物理气相沉积和有机吸附的方式获得,该复合剥离层极薄且均匀,且复合剥离层与载体箔以及极薄铜箔之间的结合力有异,能使压合后的超薄铜箔易于完全、稳定地与载体箔剥离。采用磁控溅射制备了非晶铁基合金薄膜作为金属剥离层,该铁基合金薄膜中添加了一定量的Ni、Co元素,由于 Ni、Co与Cu的晶格类型一致,在载体铜箔与金属剥离层的界面处易形成共格或者半共格界面,且由于在物理气相沉积的过程中提高了基体载体铜箔的温度,利于载体铜箔和金属剥离层间原子的扩散,有利于形成扩散结合,增加了载体铜箔与金属剥离层之间的界面结合力,形成较强的冶金结合。在铁基薄膜中还添加了B元素,由于B元素属于半金属,半金属和铁金属元素之间的原子尺寸和负电性相差较大,利于非晶薄膜的形成,减小极薄铜箔与金属剥离层之间的冶金结合。为了进一步防止金属剥离层与极薄铜箔之间发生原子的扩散进而影响极薄铜箔的质量,在金属剥离层与极薄铜箔之间吸附一层有机剥离层,既可以防止原子的扩散,且有机剥离层与极薄铜箔之间的范德华力较弱,易于极薄铜箔的分离。有机层与极薄铜箔形成较弱的界面结合,金属层与载体箔形成较强的界面冶金结合,实现界面强度的差异化控制。
此外,本申请采用物理气相沉积法制备金属剥离层,可以有效减少氢夹杂引起的内应力,且通过引起非晶态薄膜可以改善界面两侧的结合力,形成界面强度的差异化控制。
具体实施方式
下面通过实施例对本发明做进一步说明,但不限于此。
实施例1:
一种易剥离的超薄载体铜箔的制备方法,所述超薄载体铜箔包括载体铜箔层、剥离层、超薄铜箔层,所述的剥离层包括金属层和有机层;金属层包括铁基非晶合金,有机层包括含氮的有机化合物;由非晶合金层和有机层作为剥离层;方法包括步骤如下:
(1)Fe基非晶合金靶材的制备
FeaCobBc非晶合金靶材的制备过程,所述FeaCobBc中a、b、c为原子百分数,a=85,b=10, c=5,a+b+c=100。
a.配料
将Fe85Co10B5中各元素的原子百分比换算成质量百分比,按照所述质量百分比分别称取上述原料;Fe的纯度为99wt.%,其他原材料纯度均为99.9wt.%。
b.制备母合金
采用石英坩埚在真空熔炼炉中熔炼,将Fe、Co、B块状颗粒放在真空熔炼炉中的石英坩埚中,关闭炉门并抽真空至1×10-2以下,采用氩气气氛保护防止氧化,控制熔炼电流在250A 直至合金块全部熔化,随后在真空熔炼炉中将合金熔体浇注。完成一次熔炼之后,按照上述熔炼条件反复熔炼3次以确保各组分熔融且成分均匀,取出得到母合金。
c.制备块体非晶合金锭
将步骤b制备的母合金在气体保护下进行电磁感应熔炼,随后利用真空吹铸设备将合金熔体喷入圆柱形水冷铜模腔体内,制备获得圆柱状块体非晶样品。
d.靶材的制备
将圆柱状块体非晶样品进行精细加工,加工成圆饼状,得到铁基合金靶材。
(2)载体铜箔的准备
为了去除载体铜箔表面的油脂以及氧化层,对载体铜箔进行了酸洗处理。选用丙酮、无水乙醇、10vol.%的稀硫酸对铜箔表面进行去油脂和酸洗处理。
(3)金属剥离层的制备
将酸洗处理的载体铜箔作为溅射衬底固定在磁控溅射装置的基底上,将铁基非晶合金靶材置于靶位上进行溅射。根据现场磁控溅射效果,设置真空度为4×10-4Pa,工作气压0.6Pa,氩气流量50sccm,溅射功率100W,溅射时间60min,加热温度80℃;将载体铜箔从基底上取下来。
(4)有机剥离层的制备
所述吸附处理包括将所述磁控溅射处理后的铜箔与含有有机物的有机液进行吸附,形成有机层。所述有机层为含氮的有机化合物,优选选自苯并咪唑,所述吸附处理的条件包括温度25℃,时间为30s,有机物的浓度为5g/L。
(5)超薄铜箔的制备
将经过吸附处理的载体箔浸入电镀铜溶液中,进行超薄铜箔的电沉积制备;电镀铜溶液中铜浓度为80g/L,硫酸浓度为110g/L,氯化物浓度35ppm,羟乙基纤维素浓度20ppm,骨胶浓度10ppm,电流密度为20A/dm2,电解液温度为50℃,电解时间20s。
实施例2:
一种易剥离的超薄载体铜箔的制备方法,所述超薄载体铜箔包括载体铜箔层、剥离层、超薄铜箔层,所述的剥离层包括金属层和有机层;金属层包括铁基非晶合金,有机层包括含氮的有机化合物;由非晶合金层和有机层作为剥离层;方法包括步骤如下:
(1)Fe基非晶合金靶材的制备
FeaCobBc非晶合金靶材的制备过程,所述FeaCobBc中a、b、c为原子百分数,a=80,b=15, c=5,a+b+c=100。
a.配料
将Fe80Co15B5中各元素的原子百分比换算成质量百分比,按照所述质量百分比分别称取上述原料;Fe的纯度为99wt.%,其他原材料纯度均为99.9wt.%。
b.制备母合金
采用石英坩埚在真空熔炼炉中熔炼,将Fe、Co、B块状颗粒放在真空熔炼炉中的石英坩埚中,关闭炉门并抽真空至1×10-2以下,采用氩气气氛保护防止氧化,控制熔炼电流在250A 直至合金块全部熔化,随后在真空熔炼炉中将合金熔体浇注。完成一次熔炼之后,按照上述熔炼条件反复熔炼3次以确保各组分熔融且成分均匀,取出得到母合金。
c.制备块体非晶合金锭
将步骤b制备的母合金在气体保护下进行电磁感应熔炼,随后利用真空吹铸设备将合金熔体喷入圆柱形水冷铜模腔体内,制备获得圆柱状块体非晶样品。
d.靶材的制备
将圆柱状块体非晶样品进行精细加工,加工成圆饼状,得到铁基合金靶材。
(2)载体铜箔的准备
为了去除载体铜箔表面的油脂以及氧化层,对载体铜箔进行了酸洗处理。选用丙酮、无水乙醇、10vol.%的稀硫酸对铜箔表面进行去油脂和酸洗处理。
(3)金属剥离层的制备
将酸洗处理的载体铜箔作为溅射衬底固定在磁控溅射装置的基底上,将铁基非晶合金靶材置于靶位上进行溅射。根据现场磁控溅射效果,设置真空度为4×10-4Pa,工作气压0.6Pa,氩气流量50sccm,溅射功率100W,溅射时间120min,加热温度100℃;将载体铜箔从基底上取下来。
(4)有机剥离层的制备
所述吸附处理包括将所述磁控溅射处理后的铜箔与含有有机物的有机液进行吸附,形成有机层。根据本发明的一种优选实施方式,所述有机层为含氮的有机化合物,优选选自苯并咪唑,所述吸附处理的条件包括温度30℃,时间为30s,有机物的浓度为5g/L。
(5)超薄铜箔的制备
将经过吸附处理的载体箔浸入电镀铜溶液中,进行超薄铜箔的电沉积制备;电镀铜溶液中铜浓度为80g/L,硫酸浓度为110g/L,氯化物浓度35ppm,羟乙基纤维素浓度20ppm,骨胶浓度10ppm,电流密度为20A/dm2,电解液温度为50℃,电解时间20s。
实施例3:
一种易剥离的超薄载体铜箔的制备方法,所述超薄载体铜箔包括载体铜箔层、剥离层、超薄铜箔层,所述的剥离层包括金属层和有机层;金属层包括铁基非晶合金,有机层包括含氮的有机化合物;由非晶合金层和有机层作为剥离层;方法包括步骤如下:
(1)Fe基非晶合金靶材的制备
FeaNibBc非晶合金靶材的制备过程,所述FeaNibBc中a、b、c为原子百分数,a=85,b=10, c=5,a+b+c=100。
a.配料
将Fe85Ni10B5中各元素的原子百分比换算成质量百分比,按照所述质量百分比分别称取上述原料;Fe的纯度为99wt.%,其他原材料纯度均为99.9wt.%。
b.制备母合金
采用石英坩埚在真空熔炼炉中熔炼,将Fe、Ni、B块状颗粒放在真空熔炼炉中的石英坩埚中,关闭炉门并抽真空至1×10-2以下,采用氩气气氛保护防止氧化,控制熔炼电流在250A 直至合金块全部熔化,随后在真空熔炼炉中将合金熔体浇注。完成一次熔炼之后,按照上述熔炼条件反复熔炼3次以确保各组分熔融且成分均匀,取出得到母合金。
c.制备块体非晶合金锭
将步骤b制备的母合金在气体保护下进行电磁感应熔炼,随后利用真空吹铸设备将合金熔体喷入圆柱形水冷铜模腔体内,制备获得圆柱状块体非晶样品。
d.靶材的制备
将圆柱状块体非晶样品进行精细加工,加工成圆饼状,得到铁基合金靶材。
(2)载体铜箔的准备
为了去除载体铜箔表面的油脂以及氧化层,对载体铜箔进行了酸洗处理。选用丙酮、无水乙醇、10vol.%的稀硫酸对铜箔表面进行去油脂和酸洗处理。
(3)金属剥离层的制备
将酸洗处理的载体铜箔作为溅射衬底固定在磁控溅射装置的基底上,将铁基非晶合金靶材置于靶位上进行溅射。根据现场磁控溅射效果,设置真空度为4×10-4Pa,工作气压0.6Pa,氩气流量50sccm,溅射功率100W,溅射时间60min,加热温度80℃;将载体铜箔从基底上取下来。
(4)有机剥离层的制备
所述吸附处理包括将所述磁控溅射处理后的铜箔与含有有机物的有机液进行吸附,形成有机层。根据本发明的一种优选实施方式,所述有机层为含氮的有机化合物,优选选自苯并咪唑,所述吸附处理的条件包括温度25℃,时间为30s,有机物的浓度为5g/L。
(5)超薄铜箔的制备
将经过吸附处理的载体箔浸入电镀铜溶液中,进行超薄铜箔的电沉积制备;电镀铜溶液中铜浓度为80g/L,硫酸浓度为110g/L,氯化物浓度35ppm,羟乙基纤维素浓度20ppm,骨胶浓度10ppm,电流密度为20A/dm2,电解液温度为50℃,电解时间20s。
实施例4:
一种易剥离的超薄载体铜箔的制备方法,所述超薄载体铜箔包括载体铜箔层、剥离层、超薄铜箔层,所述的剥离层包括金属层和有机层;金属层包括铁基非晶合金,有机层包括含氮的有机化合物;由非晶合金层和有机层作为剥离层;方法包括步骤如下:
(1)Fe基非晶合金靶材的制备
FeaNibBc非晶合金靶材的制备过程,所述FeaNibBc中a、b、c为原子百分数,a=80,b=15, c=5,a+b+c=100。
a.配料
将Fe80Ni15B5中各元素的原子百分比换算成质量百分比,按照所述质量百分比分别称取上述原料;Fe的纯度为99wt.%,其他原材料纯度均为99.9wt.%。
b.制备母合金
采用石英坩埚在真空熔炼炉中熔炼,将Fe、Ni、B块状颗粒放在真空熔炼炉中的石英坩埚中,关闭炉门并抽真空至1×10-2以下,采用氩气气氛保护防止氧化,控制熔炼电流在250A 直至合金块全部熔化,随后在真空熔炼炉中将合金熔体浇注。完成一次熔炼之后,按照上述熔炼条件反复熔炼3次以确保各组分熔融且成分均匀,取出得到母合金。
c.制备块体非晶合金锭
将步骤b制备的母合金在气体保护下进行电磁感应熔炼,随后利用真空吹铸设备将合金熔体喷入圆柱形水冷铜模腔体内,制备获得圆柱状块体非晶样品。
d.靶材的制备
将圆柱状块体非晶样品进行精细加工,加工成圆饼状,得到铁基合金靶材。
(2)载体铜箔的准备
为了去除载体铜箔表面的油脂以及氧化层,对载体铜箔进行了酸洗处理。选用丙酮、无水乙醇、10vol.%的稀硫酸对铜箔表面进行去油脂和酸洗处理。
(3)金属剥离层的制备
将酸洗处理的载体铜箔作为溅射衬底固定在磁控溅射装置的基底上,将铁基非晶合金靶材置于靶位上进行溅射。根据现场磁控溅射效果,设置真空度为4×10-4Pa,工作气压0.6Pa,氩气流量50sccm,溅射功率100W,溅射时间240min,加热温度60℃;将载体铜箔从基底上取下来。
(4)有机剥离层的制备
所述吸附处理包括将所述磁控溅射处理后的铜箔与含有有机物的有机液进行吸附,形成有机层。根据本发明的一种优选实施方式,所述有机层为含氮的有机化合物,优选选自苯并咪唑,所述吸附处理的条件包括温度30℃,时间为30s,有机物的浓度为5g/L。
(5)超薄铜箔的制备
将经过吸附处理的载体箔浸入电镀铜溶液中,进行超薄铜箔的电沉积制备;电镀铜溶液中铜浓度为80g/L,硫酸浓度为110g/L,氯化物浓度35ppm,羟乙基纤维素浓度20ppm,骨胶浓度10ppm,电流密度为20A/dm2,电解液温度为50℃,电解时间20s。
实施例5:
一种易剥离的超薄载体铜箔的制备方法,方法步骤如实施例1所述,所不同的是,步骤 (4)中,所选的有机层为含氮的有机化合物,优选苯并三唑。
实施例6:
一种易剥离的超薄载体铜箔的制备方法,方法步骤如实施例1所述,所不同的是,步骤 (1)中,FeaCobBc非晶合金靶材的制备过程,所述FeaCobBc中a、b、c为原子百分数,a=94, b=5,c=1,a+b+c=100。
实施例7:
一种易剥离的超薄载体铜箔的制备方法,方法步骤如实施例1所述,所不同的是,步骤 (1)的步骤b中,控制熔炼电流在300A直至合金块全部熔化,随后在真空熔炼炉中将合金熔体浇注;完成一次熔炼之后,按照步骤b所述熔炼条件反复熔炼2次以确保各组分熔融且成分均匀,取出得到母合金。
实施例8:
一种易剥离的超薄载体铜箔的制备方法,方法步骤如实施例7所述,所不同的是,步骤 (1)的步骤b中,控制熔炼电流在200A直至合金块全部熔化,随后在真空熔炼炉中将合金熔体浇注;完成一次熔炼之后,按照步骤b所述熔炼条件反复熔炼3次以确保各组分熔融且成分均匀,取出得到母合金。
实施例9:
一种易剥离的超薄载体铜箔的制备方法,方法步骤如实施例1所述,所不同的是,步骤 (3)中,金属剥离层制备时,设置真空度为4×10-4Pa,工作气压0.4Pa,氩气流量20sccm,溅射功率100W,溅射时间180min,加热温度20℃;将载体铜箔从基底上取下来。
实施例10:
一种易剥离的超薄载体铜箔的制备方法,方法步骤如实施例1所述,所不同的是,步骤(4)中,将所述磁控溅射处理后的铜箔用含有有机物的有机液进行吸附,所述吸附处理的条件包括温度20℃,时间为50s,有机物的浓度为1g/L。
实施例11:
一种易剥离的超薄载体铜箔的制备方法,方法步骤如实施例1所述,所不同的是,步骤 (5)中,将经过吸附处理的载体箔浸入电镀铜溶液中,进行超薄铜箔的电沉积制备;电镀铜溶液中铜浓度为50g/L,硫酸浓度为80g/L,电流密度为5A/dm2,电解液温度为40℃,氯化物浓度为20ppm,羟乙基纤维素浓度20ppm;骨胶浓度10ppm,电解时间60s。
实施例12:
一种易剥离的超薄载体铜箔的制备方法,方法步骤如实施例11所述,所不同的是,步骤 (5)中,将经过吸附处理的载体箔浸入电镀铜溶液中,进行超薄铜箔的电沉积制备;电镀铜溶液中铜浓度为110g/L,硫酸浓度为120g/L,电流密度为30A/dm2,电解液温度为70℃,氯化物浓度为50ppm,羟乙基纤维素浓度20ppm;骨胶浓度40ppm,电解时间10s。

Claims (8)

1.一种易剥离的超薄载体铜箔的制备方法,其特征在于,所述超薄载体铜箔包括载体铜箔层、剥离层、超薄铜箔层,所述的剥离层包括金属层和有机层;金属层包括铁基非晶合金,有机层包括含氮的有机化合物;方法包括步骤如下:
(1)Fe基非晶合金靶材的制备
Fe基非晶合金为AaBbCc非晶合金,AaBbCc非晶合金靶材中A元素为铁Fe,B元素为Co、Ni中的一种,C元素为硼B,所述AaBbCc中a、b、c为原子百分数;
a.配料
将AaBbCc中各元素的原子百分比换算成质量百分比,按照所述质量百分比分别称取上述原料;
b.制备母合金
采用石英坩埚在真空熔炼炉中熔炼,将Fe、Co/Ni、B颗粒放在真空熔炼炉中的石英坩埚中,关闭炉门并抽真空至1×10-2以下,采用氩气气氛保护,控制熔炼电流至合金块全部熔化,随后在真空熔炼炉中将合金熔体浇注;完成一次熔炼之后,按照步骤b所述熔炼条件反复熔炼2-3次,取出得到母合金;
c.制备块体非晶合金锭
将步骤b制备的母合金在气体保护下进行电磁感应熔炼,随后利用真空吹铸设备将合金熔体喷入圆柱形水冷铜模腔体内,制备获得圆柱状块体非晶样品;
d.靶材的制备
将圆柱状块体非晶样品加工成圆饼状,得到铁基非晶合金靶材;
(2)载体铜箔的准备
对载体铜箔进行酸洗处理,选用丙酮、无水乙醇、10vol.%的稀硫酸依次对铜箔表面进行去油脂和酸洗处理;
(3)金属剥离层的制备
将酸洗处理的载体铜箔作为溅射衬底固定在磁控溅射装置的基底上,将铁基非晶合金靶材置于靶位上进行溅射,将载体铜箔从基底上取下来;
(4)有机剥离层的制备
将所述磁控溅射处理后的铜箔用含有有机物的有机液进行吸附,形成有机层;所述有机层为含氮的有机化合物;
(5)超薄铜箔的制备
将经过吸附处理的载体箔浸入电镀铜溶液中,进行超薄铜箔的电沉积制备。
2.根据权利要求1所述的易剥离的超薄载体铜箔的制备方法,其特征在于,步骤(1)中,所述AaBbCc中a、b、c为原子百分数,a=80~94,b=5~15,c=1~5,a+b+c=100。
3.根据权利要求1所述的易剥离的超薄载体铜箔的制备方法,其特征在于,步骤(1)的步骤a中,Fe的纯度为99wt.%,其他原材料纯度均为99.9wt.%。
4.根据权利要求1所述的易剥离的超薄载体铜箔的制备方法,其特征在于,步骤(1)的步骤b中,控制熔炼电流在200A-300A直至合金块全部熔化,随后在真空熔炼炉中将合金熔体浇注。
5.根据权利要求1所述的易剥离的超薄载体铜箔的制备方法,其特征在于,步骤(3)中,设置真空度为4×10-4Pa,工作气压0.4-0.6Pa,氩气流量20-50sccm,溅射功率100W,溅射时间60-240min,加热温度20-100℃,然后将载体铜箔从基底上取下来。
6.根据权利要求1所述的易剥离的超薄载体铜箔的制备方法,其特征在于,步骤(4)中,含氮的有机化合物为三唑化合物、咪唑化合物中的任一种。
7.根据权利要求1所述的易剥离的超薄载体铜箔的制备方法,其特征在于,步骤(4)中,所述吸附处理的条件包括温度20-30℃,时间为30-50s,有机物的浓度为1g/L-5g/L。
8.根据权利要求1所述的易剥离的超薄载体铜箔的制备方法,其特征在于,步骤(5)中,电镀铜溶液中铜浓度为50-110g/L,硫酸浓度为80-120g/L,电流密度为5-30A/dm2,电解液温度为40-70℃,氯化物浓度为20-50ppm,羟乙基纤维素浓度≤20ppm;骨胶浓度≤40ppm,电解时间10-60s。
CN202210721314.5A 2022-06-17 2022-06-17 一种易剥离的超薄载体铜箔的制备方法 Active CN115058711B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202210721314.5A CN115058711B (zh) 2022-06-17 2022-06-17 一种易剥离的超薄载体铜箔的制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202210721314.5A CN115058711B (zh) 2022-06-17 2022-06-17 一种易剥离的超薄载体铜箔的制备方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN115058711A true CN115058711A (zh) 2022-09-16
CN115058711B CN115058711B (zh) 2022-12-27

Family

ID=83201809

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202210721314.5A Active CN115058711B (zh) 2022-06-17 2022-06-17 一种易剥离的超薄载体铜箔的制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN115058711B (zh)

Citations (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH01166956A (ja) * 1987-12-24 1989-06-30 Shin Kobe Electric Mach Co Ltd 金属ベース金属箔張積層板の製造法
JP2003034829A (ja) * 2001-07-24 2003-02-07 Nippon Mining & Metals Co Ltd 積層板用銅合金箔
US20040121178A1 (en) * 2002-10-31 2004-06-24 Yuuji Suzuki Ultra-thin copper foil with carrier, method of production of same, and printed circuit board using ultra-thin copper foil with carrier
CN1731599A (zh) * 2005-08-05 2006-02-08 吴孟涛 一种二次电池负极(阳极)及制作方法
CN101892499A (zh) * 2010-07-24 2010-11-24 江西理工大学 以铜箔作载体的可剥离超薄铜箔及其制备方法
JP2015010273A (ja) * 2013-07-02 2015-01-19 Jx日鉱日石金属株式会社 キャリア付銅箔、その製造方法、プリント配線板、プリント回路板、銅張積層板及びプリント配線板の製造方法
CN104968155A (zh) * 2015-06-03 2015-10-07 合肥工业大学 一种用于形成超薄铜箔剥离层的有机组合物及制备和应用
CN105378150A (zh) * 2014-02-14 2016-03-02 古河电气工业株式会社 带载体极薄铜箔和使用该带载体极薄铜箔制造的覆铜层压板、印制电路板以及无核基板
CN106163107A (zh) * 2015-04-09 2016-11-23 中国科学院金属研究所 一种基于铁镍基非晶合金磁芯的pcb板上微电感结构
CN107475698A (zh) * 2017-06-23 2017-12-15 安庆师范大学 一种超薄铜箔剥离层Ni‑Cr‑B‑P的制备方法
CN107699930A (zh) * 2017-09-18 2018-02-16 乐凯特科技铜陵有限公司 一种复合多元纳米合金作为剥离层的载体超薄铜箔及其制备方法
CN108541144A (zh) * 2018-04-17 2018-09-14 广东工业大学 一种易剥离载体箔及其制备方法和应用
CN108701656A (zh) * 2016-02-29 2018-10-23 三井金属矿业株式会社 带载体的铜箔和其制造方法、以及带布线层的无芯支撑体和印刷电路板的制造方法
CN108699673A (zh) * 2016-02-29 2018-10-23 三井金属矿业株式会社 带载体的铜箔、以及带布线层的无芯支撑体和印刷电路板的制造方法
CN110225820A (zh) * 2017-01-25 2019-09-10 东洋纺株式会社 高分子膜层叠基板以及柔性电子设备的制造方法
CN110301040A (zh) * 2017-01-16 2019-10-01 日进材料股份有限公司 附有载体箔的超薄铜箔
CN112853408A (zh) * 2020-12-31 2021-05-28 江西理工大学 一种易剥离、界面纯净的极薄附载体铜箔的制备方法
CN112981481A (zh) * 2021-02-05 2021-06-18 广东嘉元科技股份有限公司 一种超薄铜箔及其制备方法

Patent Citations (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH01166956A (ja) * 1987-12-24 1989-06-30 Shin Kobe Electric Mach Co Ltd 金属ベース金属箔張積層板の製造法
JP2003034829A (ja) * 2001-07-24 2003-02-07 Nippon Mining & Metals Co Ltd 積層板用銅合金箔
US20040121178A1 (en) * 2002-10-31 2004-06-24 Yuuji Suzuki Ultra-thin copper foil with carrier, method of production of same, and printed circuit board using ultra-thin copper foil with carrier
CN1731599A (zh) * 2005-08-05 2006-02-08 吴孟涛 一种二次电池负极(阳极)及制作方法
CN101892499A (zh) * 2010-07-24 2010-11-24 江西理工大学 以铜箔作载体的可剥离超薄铜箔及其制备方法
JP2015010273A (ja) * 2013-07-02 2015-01-19 Jx日鉱日石金属株式会社 キャリア付銅箔、その製造方法、プリント配線板、プリント回路板、銅張積層板及びプリント配線板の製造方法
CN105378150A (zh) * 2014-02-14 2016-03-02 古河电气工业株式会社 带载体极薄铜箔和使用该带载体极薄铜箔制造的覆铜层压板、印制电路板以及无核基板
CN106163107A (zh) * 2015-04-09 2016-11-23 中国科学院金属研究所 一种基于铁镍基非晶合金磁芯的pcb板上微电感结构
CN104968155A (zh) * 2015-06-03 2015-10-07 合肥工业大学 一种用于形成超薄铜箔剥离层的有机组合物及制备和应用
CN108701656A (zh) * 2016-02-29 2018-10-23 三井金属矿业株式会社 带载体的铜箔和其制造方法、以及带布线层的无芯支撑体和印刷电路板的制造方法
CN108699673A (zh) * 2016-02-29 2018-10-23 三井金属矿业株式会社 带载体的铜箔、以及带布线层的无芯支撑体和印刷电路板的制造方法
CN110301040A (zh) * 2017-01-16 2019-10-01 日进材料股份有限公司 附有载体箔的超薄铜箔
CN110225820A (zh) * 2017-01-25 2019-09-10 东洋纺株式会社 高分子膜层叠基板以及柔性电子设备的制造方法
CN107475698A (zh) * 2017-06-23 2017-12-15 安庆师范大学 一种超薄铜箔剥离层Ni‑Cr‑B‑P的制备方法
CN107699930A (zh) * 2017-09-18 2018-02-16 乐凯特科技铜陵有限公司 一种复合多元纳米合金作为剥离层的载体超薄铜箔及其制备方法
CN108541144A (zh) * 2018-04-17 2018-09-14 广东工业大学 一种易剥离载体箔及其制备方法和应用
CN112853408A (zh) * 2020-12-31 2021-05-28 江西理工大学 一种易剥离、界面纯净的极薄附载体铜箔的制备方法
CN112981481A (zh) * 2021-02-05 2021-06-18 广东嘉元科技股份有限公司 一种超薄铜箔及其制备方法

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
邓庚凤等: "可剥离型载体超薄铜箔的研究现状", 《有色金属科学与工程》 *
陈辉等: "喷涂工艺对Fe-Ni-B喷涂涂层组织性能的影响", 《材料科学与工艺》 *

Also Published As

Publication number Publication date
CN115058711B (zh) 2022-12-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4123330B2 (ja) 電気メッキ用含燐銅陽極
CN112795964B (zh) 一种极薄可剥离的复合铜箔及其制备方法
US20070015001A1 (en) Copper alloy for electronic machinery and tools and method of producing the same
JP2003181970A (ja) キャリア箔付電解銅箔及びその製造方法並びにそのキャリア箔付電解銅箔を用いた銅張積層板
WO2015141839A1 (ja) 積層体及び、その製造方法
CN1989793A (zh) 表面处理铜箔及采用该表面处理铜箔制造的挠性镀铜膜层压板以及薄膜状载体带
JPH01211858A (ja) 再充電可能電池
JP7302046B2 (ja) 超薄型銅箔とその作製方法
CN115058711B (zh) 一种易剥离的超薄载体铜箔的制备方法
CN113564507B (zh) 一种热镀锌低温镀液及其制法和应用
CN112522761B (zh) 一种铝合金电镀金属处理方法
CN110144491A (zh) 一种减少Cu-Ni-Sn合金铸造皮下裂纹的铸锭制备方法
CN110983080B (zh) 一种采用真空熔炼设备制备超低硫白铜的方法
CN110846662B (zh) 一种镀铜/石墨烯的镁合金复合材料及其制备方法
CN113122764A (zh) 一种CuCrFeCoNixTi高熵合金薄带的制备方法
WO2009133841A1 (ja) 水反応性Al膜の製造方法及び成膜室用構成部材
WO2009133838A1 (ja) 水反応性Al複合材料、水反応性Al膜、このAl膜の製造方法、及び成膜室用構成部材
CN114318255B (zh) 一种由易氧化金属镀膜保护制备的高致密NiV合金溅射靶材及其制备方法
TWI645750B (zh) 複合金屬箔、具有載體之複合金屬箔、及使用此等所得之貼金屬積層板及印刷配線板
CN113862506A (zh) 一种提高金属铜抗氧化能力的方法
CN115613099A (zh) 一种铝合金阳极氧化后处理方法
CN115948773B (zh) 一种基于晶态-非晶复合剥离层的超薄铜箔的制备方法
JP2005008955A (ja) 銅箔の表面処理方法
CN118223084A (zh) 一种易剥离的超薄载体铜箔的制备方法
CN115058621A (zh) 一种双相高耐蚀铜箔及其制备方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant