[其他]铜箔表面处理方法

说明书

本发明综合阐述了铜箔的表面处理，尤其是设计印刷电路中所用的铜箔，要使它的表面具有很好的粘着性能。

众所周知铜箔在应用上需要把它粘合到非金属或树脂衬底上。例如美国专利4088547号（Albertson），介绍了在制备太阳能收集器的应用中改进了铜箔的粘结强度。然而最典型的还是为了制造印刷电路所使用的粘结铜箔，这里铜箔粘结在一个合适的树脂衬底上。已知有很多专利研究了使铜箔和塑料粘合得更好的表面处理方法，例如，在预处理方面已经公开的专利有：美国专利3220897号（Conley等人）;美国专利3293109号（Luce等人）;美国专利3585010号（Luce等人）;美国专利3799847号（Vladimirovna等人）;美国专利3857681号（Yates等人），美国专利4049481号（Morisaki）美国再版专利29820号（Konicek）;美国再版专利30180号（Wolski等人）和WIPO出版物8202991号（Torday）。

上述专利是论及在先前工艺中铜和合成衬底粘结中所遇到的困难的公开专利的代表。尤其是在生产印刷电路中要将铜箔粘在聚合物衬板上，随后需要选择性地去除部分铜箔得到实际的电路。一般是用酸腐蚀法选择性地去除铜箔的不需要部分，这样就可得到所需的金属图样。然而，在形成印刷电路中所遇到的问题之一乃是发生部分铜箔和树脂衬底粘结能力不良的情况，其结果导致电路板成品不能进入市场。经常产生的问题包括铜层脱离或甚至断裂。现有工艺作了很多努力，用最新的粘合剂改进粘结性和对铜箔表面作预处理使铜箔更易粘结。

如专利再版30180号所指出，为了改进铜的粘合强度可以在铜箔表面上镀一层“结瘤”铜以增加其表面积和粗糙度。这种镀层通常要求随后再涂一层纯铜或类似物来“封闭”铜箔表面上的颗粒铜/氧化铜，否则产生沾上粉末等问题。在上述专利的代表性例子中，虽然这类处理法曾经进行过多次不同的试验，但是至今没有一个能同时在粘结强度上和经济上都达到最佳的结果。早些时候，试图增加沉积结瘤铜的数量来提高镀层的粘结强度，但是这样做的结果产生沾上了粉末和氧化物的问题。曾致力于通过减少结瘤铜镀层的厚度来避免这种问题，但却引起粘结强度的降低。

在上述专利中，申请者注意到对铜箔处理的最常用技术是Luce等人的专利3293109号和Wolski等人的再版专利30180号。在这些专利中为了改进铜的粘结强度都是采用第一道先“粗化处理”，这是将颗粒状或“树枝状”铜镀在箔的表面;然后作第二道“封闭”或“修饰处理”，以在第一层粗糙的铜表面上电镀一层光滑的铜使其固着在箔基体上。在Luce等人提出的工艺中，每个处理是在不同组成的液体内进行的，在第一道或“粗化处理”之用的槽子中，最关键的是添加一种含有蛋白质如动物皮胶的成份来控制第一层结瘤层的沉积性质。在Wolski等人的再版专利中，第一层是在含有铜和砷的溶液中制备的，如砷可以改善镀层的粘结强度。在Wolski等人的工艺中还有第三道表面处理工序，是电镀一层微晶铜和含砷的镀层。

上述工艺曾经研究过，为开发一种商业上有吸引力的铜箔产品，但发现这种方法非常复杂且在生产上是不经济的。如需要分设处理的槽子和必须经常添加昂贵的配料所带来的缺点。同时，由于处理时分槽转运而使槽内经常出现污染，为了减缓这一问题要另加工序淋洗铜箔。而采用淋洗又会增加对环保的负担。

首先，本发明和先前工艺的区别在于发展了一种方法，使铜箔在一个槽子内进行处理，槽内的主要成分是硫酸铜和硫酸水溶液，铜箔浸没在溶液中经过了多次的通电处理循环。在第一次通电流时，电流强度和通电持续时间足以在铜箔表面镀上一层结瘤层，二次通电时电流强度要比一次稍低以在它上面形成第二层铜。本工艺仔细考虑这些处理周期的条件使最后处理后的铜箔上有一层复面大大提高了粘结性能且避免了不希望造成的处理转变。

以上工艺能够把一片2盎司的铜箔的粘结强度达到每英寸宽度17～18磅。本工艺在发明的进一步实施方案中还可以改进而达到更高的粘接强度，同时可以缩短投入的全部处理时间并相应地降低了设备与材料的费用。

更为重要的是本发明包括一项处理铜箔的方法以改进其粘结强度，这是将铜箔浸没于水溶液中，其中主要组成是硫酸铜和硫酸，并使铜箔在以上溶液中受到电流的连续处理，这种电流主要是采用了复合的脉冲周期处理。每一次处理周期主要由第一次的峰值相电流和第二次的基准相电流组成。