[发明专利]一种电解铜箔用添加剂及甚低轮廓电解铜箔表面处理工艺

说明书

技术领域

本发明属于电子材料技术领域，具体涉及电解铜箔进行表面处理的工艺，特别涉及一种对铜箔进行表面处理时用到的添加剂，还涉及利用该添加剂生产甚低轮廓电解铜箔的微晶粗化生产工艺。

背景技术

电解铜箔是覆铜板(CCL)及印制电路板(PCB)制造的重要的材料。在当今电子信息产业高速发展中，电解铜箔被称为电子产品信号与电力传输、沟通的“神经网络”。

随着PCB朝着多层化、高密度化、薄型化方向发展，铜箔也朝着超薄、低轮廓、高剥离强度、高延展性等高品质高性能方向发展。为适应其发展需求，电解铜箔的生产工艺技术必须不断提高，而本发明主要是针对甚低轮廓电解铜箔表面处理技术的提高。目前传统的电解铜箔表面处理过程中的粗化工艺是使用砷酸作为添加剂的电镀工艺。一方面，由于砷酸是剧毒品，对人体及环境会造成极大的伤害，不方便使用及管理；另一方面，这种传统的电解铜箔生产工艺已经无法满足目前生产技术的需求，尤其是高档线路板用的甚低轮廓电解铜箔，这类铜箔生产过程中未进行表面处理前的原箔轮廓度Rz值一般≤3μm，若使用目前以砷酸作为添加剂的传统粗化表面处理技术，均会出现粗化层晶粒粗大，抗剥离强度偏低的问题，有些厂家为了增加抗剥离强度，使粗化层的树枝状晶粒长得过高，使用增加轮廓度的方法来增加抗剥离强度，导致铜箔容易出现铜粉脱落的现象。

有鉴于此，人们研究新的添加剂及新的电解铜箔生产工艺来克服上述问题。例如，中国发明专利200710200110.2“电解铜箔表面低粗化处理方法”公开了一种不使用添加剂生产电解铜箔的工艺，由于不会出现砷、硒等有毒物质，实现了无毒环保的工艺环境。又如中国发明专利200610070548.9“电解铜箔的环保型表面处理工艺”使用明胶和阿拉伯树胶中的一种作为添加剂。

中国发明专利01116400.X“铜箔的表面处理法”公开了一种铜箔的表面处理法，其在硫酸和硫酸铜的电解浴中加入的添加剂是钛离子和钨离子，可制得粗面形状均匀，粗面粗糙度小的电解铜箔。钛离子可以使铜析出突起物均匀、细微，钨离子可抑制铜突起物的生长，使与铜箔表面的密合性提高。之所以将钛离子和钨离子并用，是因为分别单独添加时有以下缺点，即单独添加钛离子时，虽然铜析出凸起物微细化，粗面粗度均匀，但是蚀刻后基板面上易产生残铜，使蚀刻精度变差；另外单独添加钨离子时，虽然能抑制核产生，对控制树枝状晶体的形成有效，但是粘结力降低。

发明内容

本发明所要解决的第一个技术问题是提供一种更优良的电解铜箔表面处理时在粗化槽电镀液中添加的添加剂，加入这种添加剂处理后的铜箔粗化层晶粒小而密集，达到微晶效果。

本发明所要解决的另一个技术问题是提供一种甚低轮廓电解铜箔微晶粗化处理生产工艺。

本发明为解决第一个技术问题所采用的技术方案是：

一种电解铜箔表面处理用的添加剂，由硫酸亚钛、硫酸钛、钼酸盐三种组分组成。该添加剂用于添加在微晶粗化槽中，添加剂所采用的三种组分，共同配合使用，使处理后的铜箔粗化层晶粒小而密集，达到微晶效果。

其中，硫酸亚钛[Ti₂(SO₄)₃]用于增强电解液的深镀能力，因铜箔表面存在一定的轮廓度，电镀过程中，电场一般是轮廓度高的地方强，而轮廓度低的地方弱，这样就会使轮廓度高的地方粗化晶粒数量较多较密集，而轮廓度低的地方粗化晶粒数量较少，甚至没有，导致粗化层不均匀。添加硫酸亚钛后则会改变此现象，使粗化层均匀，在轮廓峰高及峰谷均能镀上一层均匀的粗化层。本发明人通过大量的配方方案设计和试验数据分析后，确定了硫酸亚钛在粗化槽电镀液中的添加量以50~150mg/L为宜。硫酸亚钛含量过低，电解液无深镀能力；含量过高，会使粗化层晶粒数量减少，降低抗剥离强度。

硫酸钛[Ti(SO4)₂]添加剂粗化槽中，用于控制晶核的形成速度，硫酸钛浓度越高，晶核形成速度越快，晶粒就越密集；但过高会形成过高的树枝状结晶，容易造成线路板蚀刻不尽，使线路板出现残铜；过低则使粗化晶粒数量过少，使铜箔剥离强度偏低。本发明人通过大量的配方方案设计和试验数据分析后，确定了硫酸钛在粗化槽电镀液中的添加量以150~250mg/L为宜。