[发明专利]一种高Tg、无卤素板用铜箔的表面处理工艺

说明书

 

技术领域

本发明涉及一种高Tg、无卤素板用铜箔的表面处理工艺，属于高精电解铜箔生产工艺技术领域。

背景技术

电子铜箔是制造CCL（铜箔基板）及PCB（印刷电路板）的重要基础原材料。近年来，世界各种电子信息产品技术得到高速发展，推动了PCB朝着多层化、薄型化、高密度化的新进展。电子信息产业高速发展的今天,铜箔早已被形象的喻为电子产品信号与电力传输、沟通的“神经网络”。电子信息产品的发展对CCL及PCB提出高要求的同时，也对铜箔的性能、环保等诸方面提出了更严格的要求。

PCB技术的飞速发展，很多环境、条件、方法已经不同于过去，技术的进步给材料应用带来一系列要求。例如，微小孔加工时，为了获得良好的孔壁质量，PCB制程采用更快的钻孔速度，会带来孔壁过热问题；多层板反复压合，由于基材与铜箔膨胀系数存在差异，可能会造成线路铜裂；板材加工过程中热风整平，以及元件焊接被无铅焊接工艺取代，经过多次热冲击后，易出现孔壁拐角铜裂及孔壁收缩等问题；高密度安装技术条件下，板材的尺寸稳定问题；环境安全对卤素阻燃剂的限制。鉴于此，各CCL厂致力于提高板材的耐热性，并降低CTE（膨胀系数）和无卤化。往往会采用高耐热性的高分子固化剂，配合多官能团树脂改性的环氧树脂使板材具有高Tg（玻璃化温度）和耐热性；另外添加适量的无机填料（常用硅微粉），来降低膨胀系数；使用无机阻燃剂（常用氢氧化铝）来替代卤素。在追求其高Tg、低CTE、无卤素的同时，使得基材树脂对铜箔的接合力降低，一般的FR-4上35μm（1OZ）铜箔的PS能够达到2.0N/mm（11.4 lbf/in），而Tg值在150左右的Halogen-free板上的PS值只能达到1.4 N/mm（8 lbf/in）左右。目前，国内铜箔的技术水平，大都能够满足中Tg 的无卤素板材使用水平，而应用在Tg170以上的板材，PS值还是不够，其技术难点在于低Rz的毛箔，山峰均匀而尖瑞，表面处理的粗化层向山谷生长，并具有良好的耐热性和环境友好特征。

电解铜箔的表面处理颜色，通常有红化、灰化和黑化三种代表色。其中黑化铜箔常用于FPC（柔性电路板）和EMI（电磁屏蔽，用于等离子电视（PDP），防止电磁辐射对人体伤害)，对于占有CCL 90%以上市场的FR-4板来讲，板材的High Tg和Halogen-free十分普及，红化铜箔成为市场的主流，并有逐渐取代灰化铜箔的趋势。由于High Tg和Halogen-free板用铜箔长期依赖国外进口，而这些进口的铜箔具有较深的压板背色以适应PCB生产时的AOI检测，在CCL和PCB生产商的思维中形成了特定的颜色需求。

发明内容

    本发明的目的在于提供一种高Tg、无卤素板用电解铜箔的表面处理工艺，旨在解决高Tg（Tg170）和无卤素板用红化铜箔的抗剥离强度，压板背色和环境友好问题。

    本发明是通过以下技术方案实现的：

一种高Tg、无卤素板用铜箔的表面处理工艺，其特殊之处在于

采用35μm HTE电解铜箔做阴极并以20m/min的速度运行，经过酸洗-粗化-固化-黑化-镀锌-钝化-硅烷处理-烘干的工艺步骤对铜箔的毛面进行粗化层处理。本发明是通过在粗化步骤中使用特殊的的混合添加剂，来改变粗化层结构形态，以达到提高抗剥离强度的目的。本发明的黑化步骤，采用超低浓度盐的溶液，电镀纳米超微细镍锌合金技术来替代传统的有砷黑化的阻挡层作用。本发明采用三价铬钝化处理技术，避免了当前生产中的六价铬对环境和人体的危害。

本发明的具体处理步骤如下：

    1、酸洗：将电解铜箔浸入硫酸溶液中，以清除铜箔表面的氧化层；其中H₂SO₄  100-200 g/L，温度25-40 ℃，处理时间 4-5s；

    2、粗化：将阴极铜、浓硫酸、软水、蒸汽混合溶解，生成硫酸铜溶液，再向硫酸铜溶液中加入添加剂T，混合充分后进入粗化槽进行电镀；其中Cu²⁺ 10-25g/L，H₂SO₄ 80-220g/L，添加剂T 5-150mg/L，温度20-35℃，电流密度20-50A/dm²，处理时间2-15s；

所述添加剂T 是一种混合添加剂，选自于邻菲罗啉、氯苯基吖啶、硫脲、糖精钠、钼酸钠、钨酸钠、硫酸亚锡、硫酸亚铁、硫酸钴、硫酸钛中的两种或多种；