[发明专利]一种利用离散铬晶核制备自剥离超薄铜箔的方法

说明书

一种利用离散铬晶核制备自剥离超薄铜箔的方法，涉及用于制造印刷电路板和锂离子电池的超薄铜箔领域。通过在铜表面电沉积一层离散的Cr晶核用于铜箔的自剥离，离散的Cr晶核有效地降低铜箔与铜表面的结合力，实现铜箔的自剥离；在此剥离层上沉积的铜箔，厚度为1～4μm。利用三价Cr盐沉积金属离散晶核，避免六价铬的毒性，更环保。利用离散核实施自剥离，减少铜箔在存放时金属和Cu的扩散。在生产中能够方便地利用电源调节沉积参数，Cr晶核沉积只需几秒时间，沉积的剥离层分布均匀，方法简单，易于实施。

技术领域

本发明涉及用于制造印刷电路板和锂离子电池的超薄铜箔领域，具体是涉及一种利用离散铬晶核制备自剥离超薄铜箔的方法。

背景技术

近年来，随着电子产品的高集成化和轻薄化，用于电子产品的印制线路板和锂离子电池的铜箔也要求更轻薄。5μm以下的铜箔的制备及其自动剥离性能是其技术关键。

目前，铜箔主要由压延法和电解法制得。压延法难以制备厚度5μm以下的铜箔，5μm以下铜箔的多使用电解法生产。专利201010514778.6经三次电沉积形成铜箔层，专利201010514778.6利用多种添加剂制备4.5μm厚度的铜箔。显然，专利201010514778.6的方法复杂，不易实施；专利201010514778.6中，添加剂过多，导致镀液成分复杂，增加沉积潜在的不稳定性，增加控制的难度，所沉积铜箔的纯度也会受到影响。

为实现铜箔的剥离，普遍使用的方法是在基板上制备剥离层。剥离层主要包括金属镀层、合金沉积层、有机物涂层、非金属与金属复合沉积层等。专利01805265.7采用电沉积的六价铬基层作为隔离层；专利99101239.9采用有机物涂层作为剥离层；专利201010238154.6提供的剥离层是由有机层及合金层一起构成。以上涂层存在一些明显问题：六价铬有剧毒，不符合环保要求；以有机物为剥离层时，剥离层难以实现均匀分布，会导致超薄铜箔剥离不完整；以金属或金属化合物为剥离层时，剥离层会向铜箔层发生渗透，粘合强度增大，铜箔剥离难度增加；有机层及合金层一起构成的剥离层制备过程复杂，且需要经钝化并加热才能实现铜箔与支撑载体的剥离。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术存在的上述缺陷，提供通过在铜表面电沉积离散的铬晶核以实现铜箔的自剥离，进而获得厚度1～4μm的铜箔的一种利用离散铬晶核制备自剥离超薄铜箔的方法。

本发明包括以下步骤：

1)配制电镀Cr溶液：将硫酸铬、氯化铵、硼酸、甘氨酸药品加入电沉积槽中，然后向槽中加入去离子水，搅拌；

在步骤1)中，所述硫酸铬的质量-体积浓度可为20～40g/L，氯化铵的质量-体积浓度可为200～400g/L，硼酸的质量-体积浓度可为60～100g/L，甘氨酸的质量-体积浓度可为20～50g/L；所述水的温度可为20～25℃；所配制的电镀Cr溶液pH为3.0～3.5；所配制的电镀Cr溶液可在20～25℃条件下静置8～15h。

2)配制电镀Cu溶液：在电镀槽中加入水，再依次加入硫酸铜、氯离子、硫酸，搅拌；

在步骤2)中，所述水的温度可为20～25℃；所述硫酸铜的质量-体积浓度可为190～230g/L，纯硫酸的质量-体积浓度可为45～75g/L，氯离子的质量-体积浓度可为50～100mg/L；所配制的电镀Cu溶液可在20～25℃条件下保温8～15h，最好在25℃条件下保温12h。

3)电沉积Cr晶核：将铜片固定在阴极板上接入电源负极，以钛篮为阳极接入电源正极，调节电流大小，调节加热温度，进行电沉积得到Cr晶核薄层，根据电化学沉积曲线计算沉积Cr的晶核密度；

在步骤3)中，所述电流的密度可为5～10A/dm²；所述电沉积的时间可为3～5s；所述加热温度可为40～50℃，最好为43℃。