[发明专利]纯铜及铜合金的表面CEO处理液、CEO处理工艺及其工艺应用

说明书

本发明公开了一种纯铜及铜合金的表面CEO处理液、CEO处理工艺及其工艺应用，所述工艺包括以下步骤：铜基材前处理、CEO微蚀氧化及后处理；所述CEO微蚀氧化具体为：将铜基材浸泡在所述的CEO处理液中，温度控制在55～60℃，铜基材的活性表面进行微蚀和氧化，最终表面形成具有特殊微观结构、棕色至黑色的转化膜。经过CEO处理形成的转化膜使铜金属外部的微表面积显著增加，极大地提高了铜金属的表面粘合性能，既能作为胶水或涂料进行表面涂覆的粘接层，又可用于与工程塑料一体化成型的表面结合层。该转化膜不仅与所述胶水、涂料或工程塑胶能紧密结合，而且与铜基材之间的结合力也非常牢固。

技术领域

本发明涉及一种纯铜及铜合金的表面微蚀氧化(CEO)处理工艺，及由此工艺衍生的多种技术应用，该处理工艺的目的在于提高铜金属表面的物理粘合能力。

背景技术

纯铜及铜合金作为具有优良导电性、导热性和延展性的金属材料，被广泛应用于电线电缆、电机转子、印刷电路、芯片引线框架及各种电子连接元器件。在其实际应用中，往往为了绝缘隔离或封闭保护，需要将这些铜制元器件用绝缘漆涂覆或与电气类工程塑胶进行一体化注塑，绝缘漆或塑胶与铜制元器件之间的粘接或结合强度对整体性能、使用寿命和电气安全等方面都有较大的影响。

为了提高铜制元器件的表面粘合能力，往往需要对铜金属表面进行一定的处理，主要方向就是设法使表面粗化，提高比表面积，可以采用物理粗化(如研磨、喷砂等)或是化学粗化的方式。物理粗化对铜表面粘合性能的提升作用非常有限，在此不作研究，实际应用中多采用化学方法对铜金属表面进行粗化处理。

目前对铜金属表面进行化学粗化的方法主要有以下几种：

(1)快速蚀铜：主要有盐酸+三氯化铁酸性体系和氯化铜+氨水碱性体系，主要用于对铜金属进行较大深度的选择性蚀刻或完全消溶。

(2)化学微蚀：目前较为常用的有硫酸+双氧水+缓蚀剂体系或硫酸+过硫酸钠体系，能对铜金属表面进行均匀平缓的腐蚀，主要用于对铜金属工件尺寸减量有控制要求的表面微粗化及表面活化，消减量可控制在0.01mm以内。

(3)棕黑化处理：一般多采用酸性棕黑化，处理液主要由硫酸+双氧水+棕化剂组成，利用硫酸+双氧水对铜的溶蚀作用产生粗糙的表面效果，并与棕化剂进行反应形成一层棕黑色的转化膜，转化膜具有微观粗糙结构，能大大提升铜金属的表面积，因此处理后的铜金属具备一定的表面粘合性能。此方法目前应用于PCB线路板铜板的预处理，能有效增加半固化板与铜基板压合的结合力，避免高温作用下产生分层或爆板现象。

上述的快速蚀铜和化学微蚀虽然可以使铜金属形成粗糙表面，能一定程度的提升表面积，但和物理粗化的效果类似，铜表面只是形成凹凸不平的沟壑结构，对粘合能力的提升比较有限，与工程塑胶一体化注塑产生的剪切力一般不高于60kgf/cm²。

上述的酸性棕黑化处理，则是在铜金属微蚀的基础上在表面形成氧化性的转化膜，此转化膜具有较复杂的微观粗糙结构，比蚀刻或单纯的微蚀可产生更大的表面积，对铜金属表面粘合能力的提升较为明显，与工程塑料一体化注塑也能获得较高的剪切力。例如采用PPS塑料进行注塑，剪切力可达到250kgf/cm²，但存在的问题是转化膜与铜基材之间的结合力不稳定，在剪切破坏时往往会出现转化膜被塑料部分粘掉与基材分离的现象，从而影响整体的结合强度。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是克服上述现有技术的不足，提供一种纯铜及铜合金的表面CEO处理液、CEO处理工艺及其工艺应用。

本发明解决上述技术问题采用的技术方案是：一种纯铜及铜合金的表面CEO处理液，包括：工业碱30～80g/L、氧化剂60～150g/L、促进剂100ml/L以及余量的水，所述促进剂为复配溶液，其包括：氯化盐、二乙胺四乙酸二钠及表面活性剂。

所述氯化盐为氯化钠或氯化钾。