CN111499915A - 一种lcp薄膜的表面处理方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种LCP薄膜的表面处理方法。本发明的LCP薄膜的表面处理方法弥补了现有技术中LCP薄膜的表面处理方法的空白，另外本发明采用的化学处理方法常规，操作简单，门槛低，生产的条件设备以及原料都廉价易得，很容易实现和推广。

Description

一种LCP薄膜的表面处理方法

【技术领域】

本发明涉及材料表面处理领域，具体涉及一种LCP薄膜的表面处理方法。

【背景技术】

近年来，随着电子工业的迅猛发展，印刷线路板(Printed Circuit Board，简称PCB)基本材料在电子元器件中起到了关键的连接和支撑作用，而覆铜板(CCL)又是线路板的基础材料，因此在众多的电子产品中有着广泛的应用。

依据覆铜板中基材的不同，通常可以分为不易弯折的刚性覆铜板和可弯折的柔性覆铜板，其中可弯折的柔性覆铜板一个比较突出的优点是可减小设备的体积与重量。

在人们的日常生活中可穿戴，便携式智能设备已经成为不可或缺的必需品，例如智能手机、手表、平板电脑等，并且对于这些设备越来越追求短小轻薄化、多功能化、信号传输高速化，在这些应用迅速发展的情况下，将会对柔性覆铜板的需求越来越大。

目前市场在柔性射频天线线路板材料中主要使用聚酰亚胺(PI)、聚酯(PET)以及聚萘酯(PEN)等，而PET和PEN耐热性不佳，PI吸水率较高，而且这些缺点会导致基材膜发生卷曲以及铜箔的剥离强度降低，同时还会导致介电性能降低，最终影响电信号的传输。

液晶聚合物(liquid crystal polymer，LCP)材料作为一种热塑性树脂，具有良好的机械性能和耐热性能、高尺寸稳定性、低热膨胀系数、低介电常数和损耗等特性，完全可以规避以上材料的不足，尤其在第五代通信设备中将会有较大的应用。

对于热塑性液晶聚合物柔性覆铜板而言，其覆铜方式主要是控制温度在液晶聚合物热变形温度到熔点之间，使其和铜箔压合，经过冷却而形成的。其中，在压合过程中对于温度和压力的控制尤为关键，这些将决定生产出覆铜板的厚度均匀性和剥离强度大小，进而影响其是否合格；当剥离强度不高，为了实现良好的结合，可以对LCP薄膜表面进行改性，提高两者之间的结合力。

现有技术还没有成熟的LCP薄膜表面处理方法。

因此，有必要提供一种适合工业应用的LCP薄膜表面处理方法。

【发明内容】

本发明的目的在于提供一种LCP薄膜表面处理方法以弥补现有技术在LCP薄膜表面处理方面的空白。

为了解决上述问题本发明提供了一种LCP薄膜的表面处理方法，包括如下步骤：

将所述LCP薄膜在含强碱的醇醚溶液中加热溶胀处理，所述含强碱的醇醚溶液中强碱的含量为1-20g/L，醚类的含量为1-18g/L，醇类的含量为0.1-1.5g/L；

将上述经过溶胀处理的LCP薄膜于强碱与强氧化剂形成的第一混合溶液中刻蚀处理，所述第一混合溶液中溶剂为水，强碱的含量为1-20g/L，强氧化剂的含量为4-30g/L；

将上述经过刻蚀处理的LCP薄膜在强酸和草酸盐形成的第二混合溶液中还原处理，所述第二混合溶液中强酸的含量为10-50ml/L，草酸盐的含量为3-18g/L；

将上述还原处理的LCP薄膜洗涤干燥处理。

优选地，所述强碱为氢氧化钾、氢氧化钠、氢氧化锂中的至少一种。

优选地，所述醇醚溶液的溶剂为乙二醇甲醚、乙二醇***、乙二醇、丙二醇、己二醇中的至少一种。

优选地，所述强氧化剂为锰酸钾、高锰酸钾、重铬酸钾中的至少一种。

优选地，所述强酸为盐酸、硝酸、浓硫酸中的至少一种。

优选地，所述草酸盐为草酸铵、草酸钠、草酸钾中的至少一种。

优选地，所述加热溶胀处理的温度为40-90℃，处理时间为3-30min。

优选地，所述刻蚀处理的处理温度为40-90℃，处理时间为10-120min。

优选地，所述还原处理的温度为10-50℃，处理时间为1-10min。

优选地，所述干燥处理的温度为100-200℃，时间为30-120min。。

与现有技术相比，首先本发明将表面比较光滑的LCP薄膜粗化后，得到了结合力较好的覆铜板，弥补了LCP薄膜的表面处理方法的空白，另外本发明采用的化学处理方法常规，操作简单，门槛低，生产的条件设备以及原料都廉价易得，很容易实现和推广。

【附图说明】

图1为本发明实施例1所述表面处理后的LCP薄膜和原膜的SEM图和表面粗糙度表征图；

图2为本发明实施例1所述处理后的LCP薄膜与铜箔热压成型后的剥离力测试图；

图3为本发明实施例2所述表面处理后的LCP薄膜和原膜的SEM图和表面粗糙度表征图；；

图4为本发明实施例2所述处理后的LCP薄膜与铜箔热压成型后的剥离力测试图；

图5为本发明实施例3所述表面处理后的LCP薄膜和原膜的SEM图和表面粗糙度表征图；；

图6为本发明实施例3所述处理后的LCP薄膜与铜箔热压成型后的剥离力测试图。

【具体实施方式】

本发明实施例提供了一种LCP薄膜的表面处理方法，包括如下步骤：

S01：将所述LCP薄膜在含强碱的醇醚溶液中加热溶胀处理，所述含强碱的醇醚溶液中强碱的含量为1-20g/L，醚类的含量为1-18g/L，醇类的含量为0.1-1.5g/L；

S02：将上述经过溶胀处理的LCP薄膜于强碱与强氧化剂形成的第一混合溶液中刻蚀处理，所述第一混合溶液中溶剂为水，强碱的含量为1-20g/L，强氧化剂的含量为4-30g/L；

S03：将上述经过刻蚀处理的LCP薄膜在强酸和草酸盐形成的第二混合溶液中还原处理，所述第二混合溶液中强酸的含量为10-50ml/L，草酸盐的含量为3-18g/L；

S04：将上述还原处理的LCP薄膜洗涤干燥处理。

具体的在一实施例中，所述热溶胀处理前还包括超声清洗处理。在实际生产中，LCP薄膜生产出来后不可避免的会带有油污，因此需要经过超声清洗除油，通常采用环保且可重复利用的有机溶剂超声处理10-60min，避免油污对接下来的加工液的污染导致的加工质量和效率的降低。

在上述步骤S01中，所述强碱为氢氧化钾、氢氧化钠、氢氧化锂中的至少一种。所述强碱选取的都是碱金属氢氧化物，原因是后续步骤有对碱的中和以及清洗，碱金属中和后形成的盐溶解性最好，最容易清洗，其他强碱可能会导致清洗困难，不彻底等问题。

在上述步骤S01中，所述醇醚溶液的溶剂为乙二醇甲醚、乙二醇***、乙二醇、丙二醇、己二醇中的至少一种。采用醇和强碱可以形成碱性比碱金属氢氧化物更强的醇钠、醇钾、醇锂，加强化学溶胀效果。

在上述步骤S01中，所述加热溶胀处理的温度为40-90℃，处理时间为3-30min。可根据溶剂沸点来合理选择温度，处理时间可以根据不同溶剂达成的溶胀效果合理选择。

在上述步骤S02中，所述强氧化剂为锰酸钾、高锰酸钾、重铬酸钾中的至少一种。这些都是强氧化剂的盐，且溶解性良好，配合强碱可以有良好的刻蚀效果。

在上述步骤S02中，所述刻蚀处理的处理温度为40-90℃，处理时间为10-120min。同样的根据溶剂的选择和不同氧化剂来合理控制温度和时间。

在上述步骤S03中，所述强酸为盐酸、硝酸、浓硫酸中的至少一种。在此选择的酸为三大强酸，可以提供合适的pH方便草酸对残留氧化剂的还原。另外还可以中和残留的强碱。

在上述步骤S03中，所述草酸盐为草酸铵、草酸钠、草酸钾中的至少一种。草酸经过强氧化剂氧化后会变成二氧化碳很容易除去，因此选取草酸根离子作为还原剂，另外选取的铵、钠、钾离子也是易溶解或能直接除去的离子。

在上述步骤S03中，所述还原处理的温度为10-50℃，处理时间为1-10min。由于草酸和强氧化剂之间的反应十分迅速，需要适当控制较低的温度，避免反应过于剧烈。

在上述步骤S04中，所述干燥处理的温度为100-200℃，时间为30-120min。经过此步骤得到处理完毕的LCP薄膜。

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步说明。

实施例1

本实施例所述的LCP薄膜表面加工方法步骤如下：

将LCP薄膜于乙醇中超声10min除油；

将经过除油处理的LCP薄膜在强碱的醇醚溶液中40℃下溶胀处理30min，溶液中氢氧化钠、乙二醇甲醚、己二醇、水的含量为分别为1g、1.4g、0.1g、1L；

将上述经过溶胀处理的LCP薄膜于氢氧化钠与高锰酸钾的混合溶液中40℃下刻蚀处理120min，混合溶液中氢氧化钠、高锰酸钾、水分别为1g、4g、1L；

将上述经过刻蚀处理的LCP薄膜在硫酸和草酸钠的混合溶液中50℃还原处理1min，所述混合溶液中硫酸、草酸钠、水分别为10ml、3g、1L；

将上述还原处理的LCP薄膜洗涤并于烘箱中在温度200℃下干燥处理30min得到处理好的LCP薄膜。

实施得到的LCP膜表面的微观结构如下图1B所示，相对于原膜(1A图)表面发生了变化，并且其表面粗糙度(图1D)由原膜(图1C)的0.172μm增大到0.282μm；本实施例制备得到的LCP薄膜与表面粗糙度为0.706μm的铜箔热压处理，如图2所示测得剥离力为0.63N/mm，相比未经处理的LCP膜与同样的铜箔热压处理后测得剥离力为0.54N/mm，得到了明显的提升。

实施例2

本实施例所述的LCP薄膜表面加工方法步骤如下：

将LCP薄膜于乙醇中超声30min除油；

将经过除油处理的LCP薄膜在强碱的醇醚溶液中75℃下溶胀处理15min，溶液中氢氧化钠、乙二醇甲醚、己二醇、水分别为12g、13g、1g、1L；

将上述经过溶胀处理的LCP薄膜于氢氧化钠与高锰酸钾的混合溶液中75℃下刻蚀处理60min，混合溶液中氢氧化钠、高锰酸钾、水分别为10g、20g、1L；

将上述经过刻蚀处理的LCP薄膜在硫酸和草酸钠的混合溶液中30℃还原处理5min，所述混合溶液中硫酸、草酸钠、水分别为24ml、8g、1L；

将上述还原处理的LCP薄膜洗涤并于烘箱中在温度160℃下干燥处理90min得到处理好的LCP薄膜。

实施得到的LCP膜表面的微观结构如下图3B所示，相对于原膜(3A图)表面发生了变化，并且其表面粗糙度(图3D)由原膜(图3C)的0.172μm增大到0.523μm；本实施例制备得到的LCP薄膜与表面粗糙度为0.706μm的铜箔热压处理，如图4所示测得剥离力为剥离力0.68N/mm；相比未经处理的LCP薄膜与同样的铜箔热压处理后测得剥离力为0.54N/mm，得到了明显的提升。

实施例3

本实施例所述的LCP薄膜表面加工方法步骤如下：

将LCP薄膜于乙醇中超声60min除油；

将经过除油处理的LCP薄膜在强碱的醇醚溶液中90℃下溶胀处理3min，溶液中氢氧化钠、乙二醇甲醚、己二醇、水分别为20g、17.3g、1.3g、1L；

将上述经过溶胀处理的LCP薄膜于氢氧化钠与高锰酸钾的混合溶液中90℃下刻蚀处理10min，混合溶液中氢氧化钠、高锰酸钾、水分别为20g、30g、1L；

将上述经过刻蚀处理的LCP薄膜在硫酸和草酸钠的混合溶液中10℃还原处理10min，所述混合溶液中硫酸、草酸钠、水分别为50ml、17g、1L；

将上述还原处理的LCP薄膜洗涤并于烘箱中在温度100℃下干燥处理120min得到处理好的LCP薄膜。

实施得到的LCP膜表面的微观结构如下图5B所示，相对于原膜(5A图)表面发生了变化，并且其表面粗糙度(图5D)由原膜(图5C)的0.172μm增大到0.829μm；本实施例制备得到的LCP薄膜与表面粗糙度为0.706μm的铜箔热压处理，如图6所示测得剥离力为剥离力0.71N/mm，相比未经处理的LCP薄膜与同样的铜箔热压处理后测得剥离力为0.54N/mm，本实施例得到了大的效果提升。

与现有技术相比，本发明将表面比较光滑的LCP薄膜通过上述的处理方法加工粗化后，与铜箔结合后得到了结合力较好的覆铜板，改善了现有覆铜板剥离强度不高的问题，弥补了LCP薄膜的表面处理方法的空白。操作简单，门槛低，生产的条件设备以及原料都廉价易得，很容易实现和推广。

以上所述的仅是本发明的实施方式，在此应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可以做出改进，但这些均属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种LCP薄膜的表面处理方法，其特征在于，包括如下步骤：

将所述LCP薄膜在含强碱的醇醚溶液中加热溶胀处理，所述含强碱的醇醚溶液中强碱的含量为1-20g/L，醚类的含量为1-18g/L，醇类的含量为0.1-1.5g/L；

将上述经过溶胀处理的LCP薄膜于强碱与强氧化剂形成的第一混合溶液中刻蚀处理，所述第一混合溶液中溶剂为水，强碱的含量为1-20g/L，强氧化剂的含量为4-30g/L；

将上述经过刻蚀处理的LCP薄膜在强酸和草酸盐形成的第二混合溶液中还原处理，所述第二混合溶液中强酸的含量为10-50ml/L，草酸盐的含量为3-18g/L；

将上述还原处理的LCP薄膜洗涤干燥处理。

2.根据权利要求1所述的处理方法，其特征在于：所述强碱为氢氧化钾、氢氧化钠、氢氧化锂中的至少一种。

3.根据权利要求1所述的处理方法，其特征在于：所述醇醚溶液的溶剂为乙二醇甲醚、乙二醇***、乙二醇、丙二醇、己二醇中的至少一种。

4.根据权利要求1所述的处理方法，其特征在于：所述强氧化剂为锰酸钾、高锰酸钾、重铬酸钾中的至少一种。

5.根据权利要求1所述的处理方法，其特征在于：所述强酸为盐酸、硝酸、浓硫酸中的至少一种。

6.根据权利要求1所述的处理方法，其特征在于：所述草酸盐为草酸铵、草酸钠、草酸钾中的至少一种。

7.根据权利要求1所述的处理方法，其特征在于：所述加热溶胀处理的温度为40-90℃，处理时间为3-30min。

8.根据权利要求1所述的处理方法，其特征在于：所述刻蚀处理的温度为40-90℃，处理时间为10-120min。

9.根据权利要求1所述的处理方法，其特征在于：所述还原处理的温度为10-50℃，处理时间为1-10min。

10.根据权利要求1所述的处理方法，其特征在于：所述干燥处理的温度为100-200℃，时间为30-120min。

Images