CN102717554A - 一种两层型挠性覆铜板 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种两层型挠性覆铜板，其包括有机高分子薄膜以及覆盖在该机高分子薄膜上的铜层，其特征在于，所述铜层与所述有机高分子薄膜之间的剥离强度高于0.6N/mm，并且所述两层型挠性覆铜板的制备方法包括通过离子束溅射对有机高分子聚合物薄膜进行镀覆金属的步骤；其中，所述离子束溅射的参数包括：离子束与被轰击的金属靶板平面法线之间的夹角为20-70°，所述溅射离子源与所述金属靶板的被轰击的位置之间的距离为20-40厘米；所述金属靶板上被离子束轰击的位置与所述有机高分子聚合物薄膜接收被轰击出的金属原子处之间的距离为10-30厘米。本发明提供的两层型挠性覆铜板的铜层与有机高分子薄膜之间的剥离强度高，而且厚度比较薄，比18微米薄。
Description
技术领域
本发明涉及一种两层型挠性覆铜板。
背景技术
挠性覆铜板 FCCL（Flexible Copper Clad Laminate）是指在聚酯薄膜（PET）或聚酰亚胺薄膜 ( PI ) 等挠性绝缘材料的单面或双面，通过一定的工艺处理，与一定厚度的铜箔粘接在一起所形成的具有很好的挠曲特性的覆铜板。挠性覆铜板 FCCL分为有胶粘剂的三层板（3L-FCCL）和无胶粘剂的两层板（2L-FCCL）。相比于三层型挠性覆铜板（3L-FCCL），两层型挠性覆铜板 ( 2L-FCCL ) 由于不含环氧胶粘剂或丙烯酸酯胶粘剂，其耐热性、尺寸稳定性、抗老化性、可靠性等各方面性能均优于三层型挠性覆铜板（3L-FCCL），因而得到迅速发展。
目前，制备两层型挠性覆铜板（2L-FCCL）的方法主要有：(1) 涂布法 (也称浇注法，Casting)、(2) 压合法 (也叫层压法，Lamination)。
1. 涂布法 ( 浇注法，Casting )：
早期的涂布法，是将聚酰亚胺（PI）的预聚体（聚酰胺酸、PAA）单面涂布在铜箔表面，经过干燥去除溶剂和高温亚胺化而制备。这种方法制程相对简单，容易实施。但制品中铜层与聚酰亚胺之间的粘合性和制品尺寸的稳定性差。
近年来业界开发了多层涂布法，其制程为：在铜箔表面先涂布（浇注）一层热塑性 PI (TPI）树脂，然后再涂一层低热膨胀系数的PI ( 低CTE-PI ) 树脂，最后再涂一层热塑性 PI ( TPI ）树脂，经高温亚胺化后再与铜箔压合，制成产品。
采用多层涂布法（浇注法）可以取得两方面的效果：
（1）制品的粘合性和尺寸稳定性处于较好的统一；
（2）保持整体结构的对称，减少制品卷曲。
但是多层涂布法（浇注法）也有美中不足的地方，如制程复杂化、设备投入成本较大等问题，而且因为制备薄铜箔所存在的技术问题，此法很难生产铜箔厚度为18微米以下厚度的 2L-FCCL。此法主要用来生产单面板。
2. 压合法 ( 层压法，Lamination )： 压合法是近年来发展比较快的一种工艺方法，它是在低膨胀系数 PI（ CTE-PI ）膜的基础上，双面或单面涂布一种具有优秀粘合性的热塑性 PI 树脂的预聚体（ 聚酰胺酸、PAA），经干燥和亚胺化后，制成复合膜。再在高温高压下，将热塑性树脂重新熔融后与铜箔压合制成单面或双面的产品。
目前已有基膜制造商提供这种复合膜，复合膜是在高尺寸稳定性的PI 薄膜上涂覆一层热塑性 PI 树脂 ( TPI ) 组成的，FCCL厂家可以直接将复合膜与铜箔热压成板。
压合法（层压法）的特点：
（1）制程相对简单，但成本相对比涂布法要高；
（2）适合小批量多品种的生产模式；
（3）单面和双面产品均可生产；
（4）产品具有粘合性和尺寸稳定性兼优的综合性能。
因为制备薄铜箔所存在的技术问题，此法同样也很难生产铜箔厚度为18微米以下厚度的 2L-FCCL。
涂布法和压合法生产的 2L-FCCL，铜箔与聚酰亚胺（PI）基体的结合力好，即剥离强度高，但是其制作工艺复杂，对设备要求高，导致成本高昂。更由于要使用已经做好的铜箔（压延铜箔和电解铜箔），而受限于工艺的原因，压延铜箔和电解铜箔都很难做成18微米以下厚度，如12微米、9微米、7微米等厚度。使得其在以 HDI（高密度互联基板）技术和 COF（Chip on Flex，柔性芯片) 技术为基础的液晶（等离子）显示器、液晶（等离子）电视等中高档精密电子产品中的应用受到了一定的限制。
发明内容
本发明为了克服现有技术中所存在的技术缺陷，提供了一种铜箔与有机高分子薄膜之间的结合力（剥离强度）较高且为超薄的两层型挠性覆铜板。
本发明提供了一种两层型挠性覆铜板，其包括有机高分子薄膜以及覆盖在该机高分子薄膜上的铜层，其特征在于，所述铜层与所述有机高分子薄膜之间的剥离强度高于0.6N/mm，并且所述两层型挠性覆铜板的制备方法包括通过离子束溅射对有机高分子聚合物薄膜进行镀覆金属的步骤；其中，所述离子束溅射的参数包括：离子束与被轰击的金属靶板平面法线之间的夹角为20-70°，所述溅射离子源与所述金属靶板的被轰击的位置之间的距离为20-40厘米；所述金属靶板上被离子束轰击的位置与所述有机高分子聚合物薄膜接收被轰击出的金属原子处之间的距离为10-30厘米。
本发明提供的两层型挠性覆铜板的铜层与有机高分子薄膜之间的剥离强度高，而且厚度比较薄，比 18微米薄。此外，尤为重要的是，制备本发明所提供的两层型挠性覆铜板的制备方法是连续生产两层型挠性覆铜板的方法，该方法不仅能够对薄膜基材的一个面，而且能够同时对薄膜基材的两面同时进行操作，也就是说，既能连续生产两层型单面挠性覆铜板，也能连续生产两层型双面挠性覆铜板，因此生产效率很高。
附图说明
图1为本发明的一个优选的实施方式示意图。
图2为本发明离子束溅射示意图。
具体实施方式
本发明提供一种两层型挠性覆铜板，其包括有机高分子薄膜以及覆盖在该机高分子薄膜上的铜层，其特征在于，所述铜层与所述有机高分子薄膜之间的剥离强度高于0.6N/mm，并且所述两层型挠性覆铜板的制备方法包括通过离子束溅射对有机高分子聚合物薄膜进行镀覆金属的步骤；其中，所述离子束溅射的参数包括：离子束与被轰击的金属靶板平面法线之间的夹角为20-70°，优选为30-60°，所述溅射离子源与所述金属靶板的被轰击的位置之间的距离为20-40厘米，优选为25-35厘米；所述金属靶板上被离子束轰击的位置与所述有机高分子聚合物薄膜接收被轰击出的金属原子处之间的距离为10-30厘米，优选为15-25厘米。
本发明离子束溅射示意图如图2所示，在比较低的气压（通常低于1.0×10-2Pa）下，把溅射气体源a内经过聚焦的氩离子束b以与金属靶板平面c的法线d之间形成一定的夹角进行轰击，使靶材表面原子发生级联碰撞。在碰撞过程中，大量的原子脱离靶材表面，成为溅射颗粒。这些溅射颗粒大多以直线轨迹到达有机高分子薄膜的表面e并沉积在上面。
本申请的发明人发现，只有在上述条件下采用离子束溅射，才能够获得比较高的剥离强度的两层型挠性覆铜板。
离子束溅射是在真空环境下（通常情况下，真空度低于2×10-3帕），然后通入氩气，使真空度下降至0.5-5×10-2帕，优选为1×10-2帕左右，再接通电源，溅射气体离子源开始工作，使氩气电离成等离子体，形成离子束引出。在加速电压的作用下，离子束高速轰击靶材（例如铜、镍、铬、钼，或其合金），使靶材原子（例如铜原子、镍原子、铬原子、钼原子，或其合金原子）被溅射出来，沉积在有机薄膜上，形成一层纳米级的金属膜。被溅射的金属原子与有机薄膜接触时的方向均一性好，从而有利于改善结合力的均匀性。
本发明的一个优选的实施方式如图1所示，有机高分子聚合物薄膜从放卷机3出发，依次经过张紧轮5和调节轮4、冷水鼓6、张紧轮5和调节轮4到收卷机7。所述有机高分子聚合物薄膜在运行过程中，其一个表面首先经历离子注入1进行离子注入，然后经历离子束溅射2进行2次离子束溅射。然后，所述有机高分子聚合物薄膜的另一个表面依次经历离子注入1进行离子注入，然后经历离子束溅射2进行2次离子束溅射。
在本发明中，离子束溅射时的操作参数可以采用常规的数值。但为了在所述有机高分子聚合物薄膜与被轰击出的金属原子之间获得更好的结合力，在一种优选的实施方式中，气体离子源灯丝电流为6-15安培，优选为8-12安培。在另一种优选的实施方式中，电弧电压为50-80伏特，优选为60-70伏特。在另一种优选的实施方式中，抑制电压为100-200伏特，优选为120-150伏特。在另一种优选的实施方式中，加速电压为1-2千伏，优选为1.2-1.5千伏，加速电流为50-200毫安，优选为100-150毫安。
为了进一步改善金属原子与有机高分子聚合物薄膜之间结合力的均一性，在一种优选的实施方式中，被轰击出的金属原子以基本垂直于所述有机高分子聚合物薄膜表面的方向沉积于所述有机高分子聚合物薄膜表面。
为了有利于连续生产，在一种优选的实施方式中，所述有机高分子聚合物薄膜置于放卷机上。在一种优选的实施方式中，为了进一步便于连续生产，所述有机高分子聚合物薄膜置于放卷机上后，通过一个或者多个张力调节机构，该张力调节机构可以为本领域各种张力调节机构，但在另一种优选的实施方式中，所述张力调节机构由两个过渡轮、一个张力调节轮以及一个牵引轮组成，详见申请号为CN2010105103595。
本发明的发明人发现，如果对基体材料进行表面改性处理能够获得更好高的剥离强度的两层型挠性覆铜板。在一种优选的实施方式中，采用离子注入的方法对基体进行改性：将金属离子注入PI薄膜基体表面，形成一种“PI—金属+PI—金属”的过渡层，通过控制离子注入的剂量和能量，从而形成一种新型的、致密的“PI+金属”过渡层。
本发明的发明人发现，在通过离子束溅射对有机高分子聚合物薄膜进行镀覆金属的步骤之前对有机高分子聚合物薄膜进行金属离子注入的步骤，能进一步提高铜层与有机高分子聚合物薄膜之间结合力。
所述金属离子注入的步骤所采用的设备可以为本申请人在另一篇申请中所述的离子注入和/或等离子体沉积的设备中进行，详细情况请参见申请号为CN2010105103595，发明名称为离子注入和等离子体沉积设备以及采用等离子体处理薄膜的方法。所述离子注入的步骤中所采用的参数同样可以参照申请号为CN2010105103595和本申请人的另一篇申请（申请号为CN2010105103580，发明名称为一种连续生产挠性覆铜板的方法）中所公开的参数进行。所述条件可以为：所述真空室中的真空度可以是本领域所采用的真空度，优选为2×10-3-5×10-5帕；所述有机高分子聚合物薄膜的厚度为3-150微米，优选为10-50微米；所述离子注入的条件包括：所述有机高分子聚合物薄膜运行速度为0.3-2米/分钟，离子注入电压为1-10千伏，优选为5-10千伏特，离子注入剂量为0.5×1013-1×1017个原子/厘米2,优选为0.5×1014-5.0×1016个原子/厘米2。
这样使得离子注入深度大约为1-10纳米，注入剂量根据需要可以最多达到1017个原子/厘米2量级，（1克铜大约有9.48×1021个原子）。这就相当于在基材薄膜中打下了数量众多的“基桩”。紧接着再应用“离子束溅射”方法，在其表面沉积一薄层铜层，使基材薄膜表面沉积的铜层与这些嵌入基材薄膜内部的“基桩”结合，从而使得沉积的金属薄膜层与基材薄膜表面的结合力（剥离强度）得到极大地提高。
为了进一步提高沉积的金属薄膜层与基材薄膜之间的结合力，在另一种优选的实施方式中，所述真空室中的真空度为2×10-3-5×10-5帕；所述有机高分子聚合物薄膜的厚度为10-50微米；所述离子注入的条件包括：所述有机高分子聚合物薄膜运行速度为0.3-2米/分钟，离子注入电压为5-10千伏，离子注入剂量为0.5×1014-5.0×1016个原子/厘米2。
在另一种优选的实施方案中，所述离子注入的物质为金属，该金属为铬、镍、铜和钼中的一种或几种。
当采用离子注入法注入的金属不是铜时，优选离子束溅射两种金属层，其中一种金属与离子注入的金属相同，另一种为铜。
尽管，通过离子束溅射在有机高分子聚合物薄膜上沉积的金属原子的厚度没有特别限制，但在一种优选的实施方式中，所述通过离子束溅射对有机高分子聚合物薄膜进行镀覆金属的步骤在有机高分子聚合物薄膜上沉积10-100纳米厚的金属层，优选为20-50纳米厚的金属层；这样可以在离子束溅射后通过后续电镀使金属层达到所需要的厚度，并且能够节约成本。
在一种优选的实施方式中，所述金属层由5-100纳米，优选为10-80纳米的镍层和10-100纳米，优选为10-80纳米的铜层组成，能够有效地将高分子有机聚合物薄膜完全覆盖，表面没有针孔存在。在一种优选的实施方式中，所述镍层直接与所述有机高分子薄膜接触，而铜层覆盖在所述镍层上。在另一种优选的实施方式中，先采用离子注入方法在有机高分子薄膜上注入剂量为0.5×1014-5.0×1016个原子/厘米2的镍，然后采用离子束溅射沉积一层5-100纳米的镍层最后采用离子束溅射沉积一层10-100纳米的铜层。
为了降低生产成本，在一种优选的实施方式中所述制备方法包括在通过离子束溅射对有机高分子聚合物薄膜进行镀覆金属的步骤之后进行电镀的步骤。所述电镀可以采用本领域所采用的常规方法进行，例如在CN101350315A中所提到的连续电镀装置中进行；但优选按照本申请人的两篇在先申请（申请号为CN2010105103580，发明名称为一种连续生产挠性覆铜板的方法；和申请号为CN2010105103576，发明名称为用于薄膜的连续电镀装置及对薄膜进行连续电镀的方法）所公开的电镀装置中进行，并可以采用这两篇发明中所公开的参数进行。
所述电镀时的工艺参数可以按照现有技术进行，但在一种优选的实施方式中，所述电镀的步骤包括预镀和主电镀；所述预镀条件可以为本领域任何可采用的预镀条件，优选包括电镀温度为20-28℃，平均阴极电流密度为10-40安培/分米2，优选为15-25安培/分米2；所述薄膜运行的速度为10-50米/小时，优选为15-30米/小时；所述主电镀条件可以为本领域任何可采用的主镀条件，优选包括电镀温度为20-28℃，平均阴极电流密度为2-15安培/分米2，优选为5-10安培/分米2；所述薄膜运行的速度为10-50米/小时，优选为15-30米/小时。采用这种实施方式进行电镀，在所述薄膜上沉积的覆铜层非常均匀和致密。
在另一种优选的实施方式中，所述预镀条件包括电镀温度为20-25℃，平均阴极电流密度为15-25安培/分米2，所述薄膜运行的速度为15-30米/小时；所述主电镀条件包括电镀温度为20-25℃，平均阴极电流密度为5-10安培/分米2，所述薄膜运行的速度为15-30米/小时。在该条件下进行电镀，在所述薄膜上沉积的覆铜层更加均匀和致密。
在另一种优选的实施方式中，所述预镀条件包括电镀温度为20-28℃，平均阴极电流密度为10-40安培/分米2，所述薄膜运行的速度为10-50米/小时；所述主电镀条件包括电镀温度为20-28℃，平均阴极电流密度为2-15安培/分米2，所述薄膜运行的速度为10-50米/小时。这样非常有利于在所述薄膜上沉积的覆铜层更加均匀和致密。
在本发明的一种实施方式中，所述电镀采用的电镀液可以为本领域所采用的任何电镀铜液，但优选为包括硫酸铜60-150克/升、硫酸60-150克/升，盐酸0.1-0.3毫升/升，以及5-15毫升/升的添加剂。所述添加剂可以为本领域所使用的添加剂，优选为例如由广州安美特公司出售的商品名为210的酸性光亮镀铜添加剂，以使沉积的覆铜层具有良好的平整性和柔韧性。
在本发明的另一种实施方式中，该方法还包括在电镀后进行钝化的步骤，所述钝化条件可以为本领域任何可采用的钝化条件，优选包括钝化温度为20-30℃，所述薄膜运行速度为10-50米/小时，所述钝化采用的钝化液可以为本领域所采用的任何钝化液，但优选为包括含有苯并三氮唑0.2-5克/升的水溶液，例如广州亮的化工有限公司生产的LT-02防锈钝化剂。
所述薄膜电镀后进行清洗，清洗用的溶液可以为本领域任何用于清洗的溶液，但优选为水。在对薄膜进行水洗后，可以自然晾干，也可以采用本领域干燥薄膜的温度干燥，但优选在100-120℃下干燥。
所述有机高分子聚合物薄膜可以为本领域任何有机高分子聚合物薄膜，比如：聚酰亚胺(PI)薄膜、聚苯醚（PTO）薄膜、聚碳酸酯（PC）薄膜、聚砜（PSU）薄膜、聚醚砜（PES）薄膜、聚苯硫醚（PPS）薄膜、聚苯乙烯（PS）薄膜、聚乙烯（PE）薄膜、聚丙烯（PP）薄膜、聚醚酰亚胺（PEI）薄膜、聚四氟乙烯（PTFE）薄膜、聚醚醚酮（PEEK）薄膜、聚酰胺（PA）薄膜、聚对苯二甲酸已二酯（PET）薄膜、液晶聚合物（LCP）薄膜或聚乙二酰脲（PPA）薄膜等有机高分子聚合物薄膜。优选为：聚酰亚胺（PI）薄膜、聚对苯二甲酸已二酯（PET）薄膜、液晶聚合物（LCP）薄膜或聚乙二酰脲（PPA）薄膜等适宜作为挠性覆铜板介电材料的薄膜。在一种优选的实施方式中，所述有机高分子聚合物薄膜为聚酰亚胺薄膜、聚对苯二甲酸已二酯薄膜、液晶聚合物薄膜或聚乙二酰脲薄膜。
本发明离子注入是在一种离子注入和等离子体沉积薄膜的设备中进行，该设备公开在本申请人的另一篇专利中，申请号为CN2010105103595。其中，该设备的真空室如图2所示。真空室部分8，在该真空室中设置有放卷辊81、过渡轮82、张力调节辊83、牵引轮84、收卷辊85、冷却辊86、用于离子注入的开口87、用于等离子体沉积的开口88、抽真空口9。在开口87和88与B之间还具有施加加速由所述离子源发出的离子束流的电压（未绘出）。所述开口为矩形，其中与所述冷却辊轴向垂直的边的尺寸50毫米，另一方向的边的尺寸为265毫米。所述冷却辊轴的直径为70毫米，所述开口与其相对应的所述冷却辊轴线间的距离为85毫米；位于同一壁上的相邻两个所述开口之间的距离105毫米。
本发明所述电镀的步骤是在以下电镀装置中进行，该电镀装置公开在本申请人的另一篇专利申请中，申请号为CN2010105103576。如图3所示，其包括预电镀槽安培、主电镀槽B、主电镀槽C、水洗槽D、钝化槽E和水洗槽F；放卷机1、收卷机2、第四导向滚3、第三导向滚4、第六导向滚5、第七导向滚6、第七导向滚7、第八导向滚8、第一导向滚组9、第一导向滚组10、收卷机2与第八导向滚8之间有烘干箱26；第二导向辊11、第四导向辊12、第四导向辊14、第五导向辊13、第三导向辊15；第二阳极组16、第一阳极组17、第一阳极组18、第一阳极组19、第一阳极组20；第二导电辊组21、第一导电辊组22、第一导电辊组23、第一导电辊组24和第一导电辊组25。
电镀时，将待处理的薄膜置于放卷机1上，然后使薄膜的一端顺次通过第三导向辊15、第二导向辊11、第二导电辊组21、第四导向滚3、第一导电辊组22、第一导向滚组9、第一导电辊组23、第三导向滚4、第一导电辊组24、第一导向滚组10、第一导电辊组25、第六导向滚5、第四导向辊12、第七导向滚6、第五导向辊13、第七导向滚7、第四导向辊14、第八导向滚8、烘干箱26以及最后缠绕到收卷机2上。在与电镀槽和各个主电镀槽中注入电镀液和电镀液，开动个各个电机，调节电机的转速，使薄膜以所需要的速度运行。
以下通过实施例详细说明本发明。
实施例1：通过离子束溅射在聚酰亚胺(PI)薄膜的每一侧沉积10纳米厚的铜膜，然后电镀沉积12微米厚铜层
实验过程：（1）将一卷聚酰亚胺(PI)薄膜（厚度0.025毫米，宽度270毫米）置于放卷辊上，将PI薄膜的一端依次通过张力调节机构，张力调节机构，最后固定在收卷装置上。采用离子束溅射设备（核工业西南物理研究院）进行离子束溅射，当真空度低于8.0×10-4帕后，然后通入氩气，使真空度下降至1×10-2帕左右，再接通电源，气体离子源开始工作。所述离子束溅射的参数包括：离子束与被轰击的金属靶板（铜板）所处的平面法线之间的夹角为50°，所述离子束源与所述金属靶板的被轰击的位置之间的距离为20厘米；所述金属靶板上被离子束轰击的位置与所述有机高分子聚合物薄膜接受被轰击出的金属原子处之间的距离为10厘米。气体离子源灯丝电流为6安培，氩气流量为4毫升/分钟。电弧电压为50伏特，电弧电流为0.8安培。抑制电压为120伏特，抑制电流为2毫安。加速电压为1千伏，加速电流为80毫安。在聚酰亚胺(PI)薄膜的每一侧沉积10纳米的铜膜。
（2）电镀：将上述沉积了铜膜的聚酰亚胺(PI)薄膜进行电镀。预电镀槽中，预镀液的温度为25℃，平均阴极电流密度为15安培/分米2，预镀液为：硫酸铜 60克/升，硫酸 100克/升，盐酸 0.2毫升/升，安美特210开缸剂10毫升/升，安美特210A：0.8毫升/升，安美特210 B：0.6毫升/升。主电镀槽中，电镀液的温度为25℃，平均阴极电流密度为3.9安培/分米2，镀液为包括硫酸铜60克/升、硫酸100克/升，盐酸0.15毫升/升，以及安美特210开缸剂10毫升/升，安美特210A：0.8毫升/升，安美特210 B：0.6毫升/升。薄膜运行的速度为10米/小时。
电镀结束后，使薄膜通过装有水的水洗槽进行水洗，之后在钝化槽中钝化，之后再在通过装有水的水洗槽进行水洗，通过干燥器，在温度为100℃下对薄膜进行干燥。所述钝化条件包括钝化温度为25℃，膜运行的速度为10米/小时，钝化液为含有0.2克/升苯并三氮唑的水溶液（广州亮的化工的LT-02）。
电镀沉积12微米厚铜层，铜层比较致密光滑平整。
实施例2：通过离子束溅射在聚酰亚胺(PI)薄膜的每一侧沉积100纳米的铜膜，然后电镀沉积7微米厚铜层
实验过程：（1）将一卷聚酰亚胺(PI)薄膜（厚度0.025毫米，宽度270毫米）置于放卷辊上，将PI薄膜的一端依次通过张力调节机构，张力调节机构，最后固定在收卷装置上。采用离子束溅射仪（核工业西南物理研究院）进行离子束溅射，当真空度低于8.0×10-4帕后，然后通入氩气，使真空度下降至0.5×10-2帕左右，再接通电源，气体离子源开始工作。所述离子束溅射的参数包括：离子束与被轰击的金属靶板（铜板）所处的平面法线之间的夹角为20°，所述离子束源与所述金属靶板的被轰击的位置之间的距离为40厘米；所述金属靶板上被离子束轰击的位置与所述有机高分子聚合物薄膜接受被轰击出的金属原子处之间的距离为30厘米。气体离子源灯丝电流为15安培，氩气流量为8毫升/分钟。电弧电压为80伏特，电弧电流为1.5安培。抑制电压为180伏特，抑制电流为8毫安。加速电压为2千伏，加速电流为150毫安。在聚酰亚胺(PI)薄膜的每一侧沉积100纳米的铜膜。
（2）电镀：将上述沉积了铜膜的聚酰亚胺(PI)薄膜进行电镀。预电镀槽中，预镀液的温度为20℃，平均阴极电流密度为25安培/分米2，预镀液为硫酸铜 150克/升，硫酸 60克/升，盐酸 0.1毫升/升，开缸剂5毫升/升，安美特210A：0.5毫升/升，安美特210 B：0.3毫升/升。主电镀槽中，电镀液的温度为20℃，平均阴极电流密度为15安培/分米2，镀液为包括硫酸铜120克/升、硫酸80克/升，盐酸0.15毫升/升，以及安美特210开缸剂7毫升/升，安美特210A：0.6毫升/升，安美特210 B：0.5毫升/升 。薄膜运行的速度为50米/小时。
电镀结束后，使薄膜通过装有水的水洗槽进行水洗，之后在钝化槽中钝化，之后再在通过装有水的水洗槽进行水洗，通过干燥器，在温度为110℃下对薄膜进行干燥。所述钝化条件包括钝化温度为20℃，膜运行的速度为50米/小时，钝化液为含有1克/升苯并三氮唑的水溶液（广州亮的化工的LT-02）。
电镀沉积7微米厚铜层，铜层非常致密光滑平整。
实施例3：通过离子束溅射在聚酰亚胺(PI)薄膜的每一侧沉积50纳米的铜膜，然后电镀沉积9微米厚铜层
实验过程：（1）将一卷聚酰亚胺(PI)薄膜（厚度0.025毫米，宽度270毫米）置于放卷辊上，将PI薄膜的一端依次通过张力调节机构，张力调节机构，最后固定在收卷装置上。采用离子束溅射仪（核工业西南物理研究院）进行离子束溅射，当真空度低于8.0×10-4帕后，然后通入氩气，使真空度下降至5×10-2帕左右，再接通电源，气体离子源开始工作。所述离子束溅射的参数包括：离子束与被轰击的金属靶板所处的平面法线之间的夹角为40°，所述离子束源与所述金属靶板（铜板）的被轰击的位置之间的距离为30厘米；所述金属靶板上被离子束轰击的位置与所述有机高分子聚合物薄膜接受被轰击出的金属原子处之间的距离为20厘米。气体离子源灯丝电流为10安培，氩气流量为6毫升/分钟。电弧电压为65伏特，电弧电流为1.2安培。抑制电压为140伏特，抑制电流为6毫安。加速电压为1.5千伏，加速电流为120毫安。在聚酰亚胺(PI)薄膜的每一侧沉积50纳米的铜膜。
（2）电镀：将上述沉积了铜膜的聚酰亚胺(PI)薄膜进行电镀。电镀：预电镀槽中，预镀液的温度为22℃，平均阴极电流密度为30安培/分米2，预镀液为硫酸铜 150克/升，硫酸 80克/升，盐酸 0.2毫升/升，开缸剂7毫升/升，安美特210A：0.7毫升/升，安美特210 B：0.5毫升/升。主电镀槽中，电镀液的温度为22℃，平均阴极电流密度为17安培/分米2，镀液为包括硫酸铜100克/升、硫酸100克/升，盐酸0.2毫升/升，以及开缸剂11毫升/升，安美特210A：0.9毫升/升，安美特210B：0.7毫升/升 。薄膜运行的速度为40米/小时。
电镀结束后，使薄膜通过装有水的水洗槽进行水洗，之后在钝化槽中钝化，之后再在通过装有水的水洗槽进行水洗，通过干燥器，在温度为120℃下对薄膜进行干燥。所述钝化条件包括钝化温度为22℃，膜运行的速度为40米/小时，钝化液为含有3克/升苯并三氮唑的水溶液（广州亮的化工的LT-02）。
电镀沉积9微米厚铜层，铜层比较致密光滑平整。
实施例4：采用离子注入在聚酰亚胺(PI)薄膜的每一侧注入剂量为3×1014个原子/厘米2的铜离子，然后通过离子束溅射在聚酰亚胺(PI)薄膜的每一侧沉积30纳米的铜膜，最后电镀沉积12微米厚铜层
实验过程：（1）将一卷聚酰亚胺(PI)薄膜（厚度0.025毫米，宽度270毫米）置于放卷辊上，将PI薄膜的一端依次通过张力调节机构，所有的冷却辊，张力调节机构，最后固定在收卷装置上。在冷却辊中通入0-10℃的冷却水，抽真空，使真空度为5×10-4帕。打开离子源并开启加速电压。使PI薄膜运行速度为2米/分钟。
（2）离子注入：全部采用铜离子源。离子注入电压为5 千伏，注入剂量为3×1014个原子/厘米2。
（3）将上述注射了的3×1014个原子/厘米2铜的薄膜采用离子束溅射仪（核工业西南物理研究院）进行离子束溅射，当真空度低于8.0×10-4P安培后，然后通入氩气，使真空度下降至3×10-2帕左右，再接通电源，气体离子源开始工作。所述离子束溅射的参数包括：离子束与被轰击的金属靶板（铜板）所处的平面法线之间的夹角为60°，所述离子束源与所述金属靶板的被轰击的位置之间的距离为25厘米；所述金属靶板上被离子束轰击的位置与所述有机高分子聚合物薄膜接受被轰击出的金属原子处之间的距离为15厘米。气体离子源灯丝电流为8安培，氩气流量为5毫升/分钟。电弧电压为70伏特，电弧电流为1安培。抑制电压为140伏特，抑制电流为5毫安。加速电压为1.2千伏，加速电流为80毫安。在聚酰亚胺(PI)薄膜的每一侧沉积30纳米的铜膜。
（4）电镀：将上述沉积了铜膜的聚酰亚胺(PI)薄膜进行电镀。预电镀槽中，预镀液的温度为25℃，平均阴极电流密度为15安培/分米2，预镀液为：硫酸铜 60克/升，硫酸 100克/升，盐酸 0.2毫升/升，安美特210开缸剂10毫升/升，安美特210A：0.8毫升/升，安美特210 B：0.6毫升/升。主电镀槽中，电镀液的温度为25℃，平均阴极电流密度为3.9安培/分米2，镀液为包括硫酸铜60克/升、硫酸100克/升，盐酸0.15毫升/升，以及安美特210开缸剂10毫升/升，安美特210A：0.8毫升/升，安美特210 B：0.6毫升/升。薄膜运行的速度为10米/小时。
电镀结束后，使薄膜通过装有水的水洗槽进行水洗，之后在钝化槽中钝化，之后再在通过装有水的水洗槽进行水洗，通过干燥器，在温度为100℃下对薄膜进行干燥。所述钝化条件包括钝化温度为25℃，膜运行的速度为10米/小时，钝化液为含有0.2克/升苯并三氮唑的水溶液（广州亮的化工的LT-02）。
电镀沉积12微米厚铜层，铜层比较致密光滑平整。
实施例5：采用离子注入在聚酰亚胺(PI)薄膜的每一侧注入剂量为1×1016个原子/厘米2的镍，然后先后通过离子束溅射在聚酰亚胺(PI)薄膜的每一侧沉积5纳米的镍膜和30纳米的铜膜，最后电镀沉积12微米厚铜层
实验过程：（1）将一卷聚酰亚胺(PI)薄膜（厚度0.025毫米，宽度270毫米）置于放卷辊上，将PI薄膜的一端依次通过张力调节机构，所有的冷却辊，张力调节机构，最后固定在收卷装置上。在冷却辊中通入0-10℃的冷却水，抽真空，使真空度为5×10-4帕。打开离子源并开启加速电压。使PI薄膜运行速度为2米/分钟。
（2）离子注入：全部采用镍离子源。离子注入电压为6千伏，注入剂量为1×1016个原子/厘米2的镍。
（3）将上述注射了的1×1016个原子/厘米2镍的薄膜采用离子束溅射仪（核工业西南物理研究院）进行离子束溅射，当真空度低于8.0×10-4帕后，然后通入氩气，使真空度下降至1×10-2帕左右，再接通电源，气体离子源开始工作。所述离子束溅射的参数包括：离子束与被轰击的金属靶板（先为镍板，然后为铜板）所处的平面法线之间的夹角为70°，所述离子束源与所述金属靶板的被轰击的位置之间的距离为25厘米；所述金属靶板上被离子束轰击的位置与所述有机高分子聚合物薄膜接受被轰击出的金属原子处之间的距离为15厘米。气体离子源灯丝电流为6安培，氩气流量为4毫升/分钟。电弧电压为60伏特，电弧电流为0.9安培。抑制电压为140伏特，抑制电流为5毫安。加速电压为1千伏，加速电流为80毫安。在聚酰亚胺(PI)薄膜的每一侧先沉积5纳米的镍膜，然后沉积30纳米的铜膜。
（4）电镀：将上述沉积了铜膜的聚酰亚胺(PI)薄膜进行电镀。预电镀槽中，预镀液的温度为25℃，平均阴极电流密度为15安培/分米2，预镀液为：硫酸铜 60克/升，硫酸 100克/升，盐酸 0.2毫升/升，安美特210开缸剂10毫升/升，安美特210A：0.8毫升/升，安美特210 B：0.6毫升/升。主电镀槽中，电镀液的温度为25℃，平均阴极电流密度为3.9安培/分米2，镀液为包括硫酸铜60克/升、硫酸100克/升，盐酸0.15毫升/升，以及安美特210开缸剂10毫升/升，安美特210A：0.8毫升/升，安美特210 B：0.6毫升/升。薄膜运行的速度为10米/小时。
电镀结束后，使薄膜通过装有水的水洗槽进行水洗，之后在钝化槽中钝化，之后再在通过装有水的水洗槽进行水洗，通过干燥器，在温度为100℃下对薄膜进行干燥。所述钝化条件包括钝化温度为25℃，膜运行的速度为10米/小时，钝化液为含有0.2克/升苯并三氮唑的水溶液（广州亮的化工的LT-02）。
电镀沉积12微米厚铜层，铜层比较致密光滑平整。
实施例6：采用离子注入在聚对苯二甲酸已二酯(PET)薄膜的每一侧注入剂量为1×1015个原子/厘米2，然后先后通过离子束溅射在聚对苯二甲酸已二酯(PET)薄膜的每一侧沉积20纳米的镍膜和10纳米的铜膜，最后电镀沉积12微米厚铜层
实验过程：（1）将一卷聚对苯二甲酸已二酯(PET)薄膜（厚度0.025毫米，宽度270毫米）置于放卷辊上，将聚对苯二甲酸已二酯(PET)薄膜的一端依次通过张力调节机构，所有的冷却辊，张力调节机构，最后固定在收卷装置上。在冷却辊中通入0-10℃的冷却水，抽真空，使真空度为5×10-4帕。打开离子源并开启加速电压。使聚对苯二甲酸已二酯(PET)薄膜运行速度为2米/分钟。
（2）离子注入：全部采用镍离子源。离子注入电压为6千伏，注入剂量为1×1015个原子/厘米2的镍。
（3）将上述注射了的1×1015个原子/厘米2的镍的薄膜采用离子束溅射仪（核工业西南物理研究院）进行离子束溅射，当真空度低于8.0×10-4帕后，然后通入氩气，使真空度下降至1×10-2帕左右，再接通电源，气体离子源开始工作。所述离子束溅射的参数包括：离子束与被轰击的金属靶板（先为镍板，然后为铜板）所处的平面法线之间的夹角为50°，所述离子束源与所述金属靶板的被轰击的位置之间的距离为25厘米；所述金属靶板上被离子束轰击的位置与所述有机高分子聚合物薄膜接受被轰击出的金属原子处之间的距离为15厘米。气体离子源灯丝电流为8安培，氩气流量为5毫升/分钟。电弧电压为50伏特，电弧电流为1安培。抑制电压为200伏特，抑制电流为10毫安。加速电压为1.2千伏，加速电流为200毫安。在聚对苯二甲酸已二酯(PET)薄膜的每一侧先沉积一层20纳米的镍膜，然后沉积一层10纳米的铜膜。
（4）电镀：将上述沉积了铜膜的聚对苯二甲酸已二酯(PET)膜进行电镀。预电镀槽中，预镀液的温度为25℃，平均阴极电流密度为15安培/分米2，预镀液为：硫酸铜 60克/升，硫酸 100克/升，盐酸 0.2毫升/升，安美特210开缸剂10毫升/升，安美特210A：0.8毫升/升，安美特210 B：0.6毫升/升。主电镀槽中，电镀液的温度为25℃，平均阴极电流密度为3.9安培/分米2，镀液为包括硫酸铜60克/升、硫酸100克/升，盐酸0.15毫升/升，以及安美特210开缸剂10毫升/升，安美特210A：0.8毫升/升，安美特210 B：0.6毫升/升。薄膜运行的速度为10米/小时。
电镀结束后，使薄膜通过装有水的水洗槽进行水洗，之后在钝化槽中钝化，之后再在通过装有水的水洗槽进行水洗，通过干燥器，在温度为100℃下对薄膜进行干燥。所述钝化条件包括钝化温度为25℃，膜运行的速度为10米/小时，钝化液为含有0.2克/升苯并三氮唑的水溶液（广州亮的化工的LT-02）。
电镀沉积12微米厚铜层，铜层比较致密光滑平整。
实施例7：采用离子注入在聚对苯二甲酸已二酯(PET)薄膜的每一侧注入剂量为1×1015个原子/厘米2，然后先后通过离子束溅射在聚对苯二甲酸已二酯(PET)薄膜的每一侧沉积10纳米的镍膜和20纳米的铜膜，最后电镀沉积12微米厚铜层
实验过程：（1）将一卷聚对苯二甲酸已二酯(PET)薄膜（厚度0.025毫米，宽度270毫米）置于放卷辊上，将聚对苯二甲酸已二酯(PET)薄膜的一端依次通过张力调节机构，所有的冷却辊，张力调节机构，最后固定在收卷装置上。在冷却辊中通入0-10℃的冷却水，抽真空，使真空度为5×10-4帕。打开离子源并开启加速电压。使聚对苯二甲酸已二酯(PET)薄膜运行速度为2米/分钟。
（2）离子注入：全部采用镍离子源。离子注入电压为6千伏，注入剂量为1×1015个原子/厘米2的镍。
（3）将上述注射了的1×1015个原子/厘米2的镍的薄膜采用离子束溅射仪（核工业西南物理研究院）进行离子束溅射，所述离子束溅射的参数包括：离子束与被轰击的金属靶板（先为镍板，然后为铜板）所处的平面法线之间的夹角为30°，所述离子束源与所述金属靶板的被轰击的位置之间的距离为25厘米；所述金属靶板上被离子束轰击的位置与所述有机高分子聚合物薄膜接受被轰击出的金属原子处之间的距离为15厘米。气体离子源灯丝电流为15安培，氩气流量为10毫升/分钟。电弧电压为80伏特，电弧电流为1.7安培。抑制电压为190伏特，抑制电流为9毫安。加速电压为2千伏，加速电流为160毫安。在聚对苯二甲酸已二酯(PET)薄膜的每一侧先沉积一层10纳米的镍膜，然后沉积一层20纳米的铜膜。
（4）电镀：将上述沉积了铜膜的聚对苯二甲酸已二酯(PET)膜进行电镀。预电镀槽中，预镀液的温度为25℃，平均阴极电流密度为15安培/分米2，预镀液为：硫酸铜 60克/升，硫酸 100克/升，盐酸 0.2毫升/升，安美特210开缸剂10毫升/升，安美特210A：0.8毫升/升，安美特210 B：0.6毫升/升。主电镀槽中，电镀液的温度为25℃，平均阴极电流密度为3.9安培/分米2，镀液为包括硫酸铜60克/升、硫酸100克/升，盐酸0.15毫升/升，以及安美特210开缸剂10毫升/升，安美特210A：0.8毫升/升，安美特210 B：0.6毫升/升。薄膜运行的速度为10米/小时。
电镀结束后，使薄膜通过装有水的水洗槽进行水洗，之后在钝化槽中钝化，之后再在通过装有水的水洗槽进行水洗，通过干燥器，在温度为100℃下对薄膜进行干燥。所述钝化条件包括钝化温度为25℃，膜运行的速度为10米/小时，钝化液为含有0.2克/升苯并三氮唑的水溶液（广州亮的化工的LT-02）。
电镀沉积12微米厚铜层，铜层比较致密光滑平整。
性能测试：检测实施例1-7制备的挠性覆铜板中金属层与基层薄膜之间的结合力和耐焊性
实验方法：按照中国印制电路行业协会标准 CPCA/JPCA-BM03-2005印制电路用挠性覆铜板”进行检测,检测的结果如表1所示：
表1
注：
1.剥离强度单位为：N/mm；
2.按“中国印制电路行业协会标准CPCA/JPCA-BM03-2005印制电路用挠性覆负板”进行检测。
从表1可以看出，本发明所提供的两层挠性覆铜板的厚度较薄，符合柔性线路板（FPC）发展的趋势，而且挠性覆铜板中的金属层与基层薄膜之间的结合力较高、耐焊性好。
Claims (15)
1.一种两层型挠性覆铜板，其包括有机高分子薄膜以及覆盖在该机高分子薄膜上的铜层，其特征在于，所述铜层与所述有机高分子薄膜之间的剥离强度高于0.6N/mm，并且所述两层型挠性覆铜板的制备方法包括通过离子束溅射对有机高分子聚合物薄膜进行镀覆金属的步骤；其中，所述离子束溅射的参数包括：离子束与被轰击的金属靶板平面法线之间的夹角为20-70°，所述溅射离子源与所述金属靶板的被轰击的位置之间的距离为20-40厘米；所述金属靶板上被离子束轰击的位置与所述有机高分子聚合物薄膜接收被轰击出的金属原子处之间的距离为10-30厘米。
2.根据权利要求1所述的两层型挠性覆铜板，其中，在所述的制备方法中，溅射气压为氩气氛围，气压为0.5-5×10-2帕，气体离子源灯丝电流为6-15安培。
3.根据权利要求1所述的两层型挠性覆铜板，其中，在所述的制备方法中，电弧电压为50-80伏特，电弧电流为0.8-2安培。
4.根据权利要求1所述的两层型挠性覆铜板，其中，在所述的制备方法中，抑制电压为100-200伏特，抑制电流为2-10毫安。
5.根据权利要求1所述的两层型挠性覆铜板，其中，在所述的制备方法中，加速电压为1-2千伏，加速电流为50-200毫安。
6.根据权利要求1所述的两层型挠性覆铜板，其中，在所述的制备方法中，被轰击出的金属原子以基本垂直于所述有机高分子聚合物薄膜表面的方向沉积于所述有机高分子聚合物薄膜表面。
7.根据权利要求1所述的两层型挠性覆铜板，其中，所述离子束溅射的金属离子包括铜离子、镍离子、铬离子和钼离子中的一种或几种。
8.根据权利要求1-7中任意一项所述的两层型挠性覆铜板，其中，所述制备方法包括在通过离子束溅射对有机高分子聚合物薄膜进行镀覆金属的步骤之前对有机高分子聚合物薄膜进行金属离子注入的步骤。
9.根据权利要求8所述的两层型挠性覆铜板，其中，在所述金属离子注入的步骤中，离子注入剂量为0.5×1014-5.0×1016个原子/厘米2。
10.根据权利要求8所述的两层型挠性覆铜板，其中，在所述金属离子注入的步骤中注入的金属离子为铬、镍、铜和钼中的一种或几种。
11.根据权利要求1-7中任意一项所述的两层型挠性覆铜板，其中，所述通过离子束溅射对有机高分子聚合物薄膜进行镀覆金属的步骤在有机高分子聚合物薄膜上沉积10-200纳米厚的金属层。
12.根据权利要求11所述的两层型挠性覆铜板，其中，所述金属层由5-100纳米的镍层和5-100纳米的铜层组成。
13.根据权利要求1-7中任意一项所述的两层型挠性覆铜板，其中，所述制备方法包括在通过离子束溅射对有机高分子聚合物薄膜进行镀覆金属的步骤之后进行电镀的步骤。
14.根据权利要求13所述的两层型挠性覆铜板，其中，所述电镀的步骤包括预镀和主电镀；所述预镀条件包括电镀温度为20-28℃，平均阴极电流密度为10-40安培/分米2，所述薄膜运行的速度为10-50米/小时；所述主电镀条件包括电镀温度为20-28℃，平均阴极电流密度为2-15安培/分米2，所述薄膜运行的速度为10-50米/小时。
15.根据权利要求1-7中任意一项所述的两层型挠性覆铜板，其中，所述有机高分子聚合物薄膜为聚酰亚胺薄膜、聚对苯二甲酸已二酯薄膜、液晶聚合物薄膜或聚乙二酰脲薄膜。
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Effective date of registration: 20221229 Address after: 518105 Complete set of building A, plant 20 Songtang Road, Xiayong Community, Yanluo Street, Bao'an District, Shenzhen, Guangdong Patentee after: Junyou Electrical and Electronic Products (Shenzhen) Co.,Ltd. Address before: 430070 room 1-201, building 6, Great Wall coordinate city, 519 Guanshan Avenue, Donghu New Technology Development Zone, Wuhan City, Hubei Province Patentee before: RICHVIEW ELECTRONICS Co.,Ltd. |
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