CN100591809C - 电解铜箔表面低粗化处理方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种对电解铜箔的表面进行低粗化的处理方法。该方法是采取直流电多段沉积工艺，通过四个阶段采取不同的电解液组合及电沉积工艺参数的配合处理，对电解铜箔的表面进行低粗化处理。本发明可以使电解铜箔的毛面表面粗糙度Rz≤3μm，厚度18μm的制品抗剥强度≥1.3kg/cm，厚度12μm的制品抗剥强度≥1.2kg/cm；制品在高温260℃、30min条件下无氧化现象。由于本发明不采用添加剂，在整个低粗化处理过程中，不会出现砷、硒等有毒物质，实现了无毒环保的工艺环境，这样不仅降低了成本，还有利于环保和实现可持续发展。
Description
技术领域：
本发明涉及一种作为基础电子材料的电解铜箔的表面低粗化处理技术，属于电解铜箔表面处理技术领域。
背景技术：
铜箔根据生产工艺分，可以分为压延铜箔和电解铜箔。电解铜箔多用于刚性覆铜板的生产，进而制成刚性印制线路板。压延铜箔的致密度较高，表面较为平滑，利于制成印制电路板后的信号快速传送，因此在高频高速传送、精细线路的印制电路板上也使用一些压延铜箔。但是压延铜箔的制造成本远远大于电解铜箔，另外由于工艺条件的限制，使得铜箔的幅宽受到限制。目前全球电解铜箔产品仍是以1oz(35μm)与1/2oz(18μm)为主，随着电子、信息及通讯等3G产品均朝向无线化、便携化方向发展，对于产品的各项高性能也往“轻、薄、短、小”的目标迈进，电子产品对1/2oz(18μm)、3/8oz(12μm)的薄铜箔的需求也明显增加。目前对电解铜箔的表面低粗化处理均采用了添加剂，一般的添加剂中含有砷、硒等有毒元素，对环境和人体均有害，且由于此类金属价格高，势必造成了成本的增高。因此采用成本相对低廉和更环保的方法对电解铜箔进行毛面的低粗化处理具有及其重要的意义。
发明内容：
本发明的目的是，提供一种新的电解铜箔的表面低粗化处理方法。本发明是采取电解液以及电沉积工艺参数的合理配置，对电解铜箔的毛面进行低粗化处理。本发明可以使毛面表面粗糙度RZ≤3μm，实现降低毛面粗糙度，降低铜箔的相对厚度，提高氧化性能的目的。本发明可以实现无毒环保生产，且降低生产成本。
本发明是这样实现的。电解铜箔的表面低粗化处理方法，特点是采取直流电沉积工艺，通过四个阶段在电解设备中采取不同的电解液组合及电沉积工艺参数的配合处理，对电解铜箔的表面进行低粗化处理；即：粗化铜阶段，采取铜浓度16～24g/L，H2SO4浓度80～120g/L，T20～25℃，电解密度1500～2500A/m2；固化铜阶段，采取铜浓度55～70g/L，H2SO4浓度60～80g/L，T35～50℃，电解密度500～1000A/m2；镀锌阶段，采取锌浓度18～25g/L，镍浓度1～5g/L，T20～29℃，电解密度600～1000A/m2；镀铬阶段，采取铬浓度1～2g/L，锌浓度0.2～1.0g/L，T23～25℃，电解密度10～20A/m2。
上述的电解铜箔的表面低粗化处理方法中，粗化铜阶段分三段不同给定电流沉积；固化铜阶段分二段不同给定电流沉积；镀锌阶段分二段不同给定电流沉积；镀铬阶段分二段不同给定电流沉积。
前述的电解铜箔的表面低粗化处理方法中，粗化铜阶段的三段给定电流为2500A、1500A和2500A；固化铜阶段的二段给定电流为500～600A和800～1000A；镀锌阶段的二段给定电流为600～800A和800～1000A；镀铬阶段的二段给定电流为10～15A和15A～20A。
由于采用了以上技术方案，本发明整个过程采取直流电沉积工艺，对电解液组合以及电沉积工艺参数进行合理配置，经过本发明所述的低粗化处理后，该电解铜箔的毛面表面粗糙度Rz≤3μm，可以实现厚度为18μm的制品，此时其抗剥强度≥1.3kg/cm；还可以实现厚度为12μm的制品，其抗剥强度≥1.2kg/cm；而且经过本发明技术手段处理后，在高温260℃，30min条件下无氧化现象(国际标准为180℃1h无氧化现象)，一般电解铜箔高温氧化破坏性实验为225℃、30min。另外由于本发明不采用添加剂，在整个低粗化处理过程中，不会出现砷、硒等有毒物质，实现了无毒环保的工艺环境，这样不仅降低了成本，还有利于实现可持续发展。本发明主要采用了直流电沉积工艺，简单易实现。
具体实施方式：
本发明的实施例：整个过程采取直流电沉积工艺，通过四个阶段中采取不同的电解液组合及电沉积工艺参数，其工艺过程如下：
先在电解设备中添加铜浓度18～21g/L，H2SO4浓度100～110g/L的电解液，温度T采用21～23℃，电解密度2300～2500A/m2的电解条件，分三段给定电流(2500A、1500A和2500A)沉积，即为粗化铜阶段；然后进入固化铜阶段，电解设备中添加铜浓度60～66g/L，H2SO4浓度65～72g/L，采取温度T38～42℃，电解密度800～950A/m2的电解条件，分二段给定电流(500～600A、800～1000A)沉积；第三阶段为镀Zn阶段，添加锌浓度20～23g/L，镍浓度2～3g/L，采取温度T24～26℃，电解密度750～880A/m2的电解条件，分二段给定电流(600～800A、800～1000A)沉积；最后阶段为镀Cr阶段，添加铬浓度1～2g/L，锌浓度0.4～0.8g/L，采取温度T23～25℃，电解密度15～18A/m2的电解条件，分二段给定电流(10～15A、15A～20A)沉积。
通过以上四个不同阶段的分段沉积，即可使得电解铜箔的毛面表面粗糙度Rz≤3μm，可以实现厚度为18μm的制品，此时其抗剥强度≥1.3kg/cm；还可以实现厚度为12μm的薄制品，其抗剥强度≥1.2kg/cm；而且经过本发明技术手段处理后，在高温260℃，30min条件下无氧化现象(国际标准为180℃1h无氧化现象)，一般电解铜箔高温氧化破坏性实验为225℃30min。与现有技术相比，经本发明技术手段处理后，电解铜箔不仅具有了处理面Rz≤3μm的低粗糙度，还实现了高性能的18μm，甚至12μm的薄制品，符合了现代电解铜箔的发展趋势，同时又保证了制品的抗剥强度以及更优的氧化性能；另外本发明在实现过程中，由于不含有毒添加剂，因此比现有技术更加环保，而且降低了成本，有利于实现可持续发展，还有本发明主要采用了直流电沉积工艺，简单易实现。
Claims (1)
1.电解铜箔的表面低粗化处理方法，采取直流电沉积工艺，其特征在于：通过四个阶段在电解设备中采取不同的电解液组合及电沉积工艺参数的配合处理，对电解铜箔的表面进行低粗化处理；即：粗化铜阶段，采取铜浓度16～24g/L，H2SO4浓度80～120g/L，T20～25℃，电解密度1500～2500A/m2；固化铜阶段，采取铜浓度55～70g/L，H2SO4浓度60～80g/L，T35～50℃，电解密度500～1000A/m2；镀锌阶段，采取锌浓度18～25g/L，镍浓度1～5g/L，T20～29℃，电解密度600～1000A/m2；镀铬阶段，采取铬浓度1～2g/L，锌浓度0.2～1.0g/L，T23～25℃，电解密度10～20A/m2；粗化铜阶段分三段不同给定电流沉积；固化铜阶段分二段不同给定电流沉积；镀锌阶段分二段不同给定电流沉积；镀铬阶段分二段不同给定电流沉积；粗化铜阶段的三段给定电流为2500A、1500A和2500A；固化铜阶段的二段给定电流为500～600A和800～1000A；镀锌阶段的二段给定电流为600～800A和800～1000A；镀铬阶段的二段给定电流为10～15A和15A～20A。
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