压延铜箔的环保型灰化处理工艺制造技术

本发明专利技术公开了一种压延铜箔的环保型灰化处理工艺，其包括脱脂清洗、粗化电镀、固化电镀、电镀镍合金、电镀锌、铬酸盐钝化处理和硅烷处理等。本发明专利技术的创新点在于对压延铜箔进行电化学脱脂、粗化和固化处理（粗化和固化可根据需求选择两次以上）电沉积金属Cu晶粒后，酸性条件下电沉积纳米级金属镍合金，再电镀薄薄一层金属锌，最后经过铬酸盐钝化处理并在表面均匀喷附硅烷偶联剂。本发明专利技术不添加As、Sb、Cd等有毒有害金属元素，通过电沉积合金金属体系等较简单工艺处理流程；在优化工艺参数的条件下，得到性能较好且能满足FPC制作要求、外观呈灰色、无毒无害的环保型表面处理铜箔。

【技术实现步骤摘要】
压延铜箔的环保型灰化处理工艺
本专利技术属于压延铜箔表面处理
，具体涉及一种压延铜箔的环保型灰化处理工艺。
技术介绍
挠性印制电路板（FPC）因具有轻、薄和可弯曲性等优点，在电子资讯中得到迅速发展和运用，尤其是已经在数码相机、笔记本电脑、智能手表和液晶显示器等电子类产品上得以广泛运用。压延铜箔的生产工艺及特殊的片状结晶组织结构，赋予其具有优越的延展性、耐折性、低粗糙度及高致密性等优点，已成为FPC的基础材料。在FPC制作过程中，压延铜箔先与树脂压合为挠性覆铜板（FCCL），挠性覆铜板经蚀刻制作成印制电路板。因此，压延铜箔在具有本身优越性能的前提下，还必须具备较好的抗剥离性能、高温抗氧化性、蚀刻性及耐腐蚀性能，此关键技术在于对其进行表面处理。目前，压延铜箔的表面处理方法采用简单镀铜或镀锌处理，但处理的铜箔抗剥离性、蚀刻性及耐腐蚀性较差，均无法满足FPC的制作要求。而且传统表面处理工艺中添加As、Sb、Cd等有毒金属，对人类、社会和环境均造成危害。
技术实现思路
本专利技术目的在于克服现有技术缺陷，提供压延铜箔的环保型灰化处理工艺，采用该工艺制备所得压延铜箔抗剥离性能、蚀刻性及耐腐蚀性较佳，能够满足FPC的制作要求。为实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：一种压延铜箔的环保型灰化处理工艺，其包括如下步骤：1）脱脂清洗：将温度50－70℃、浓度50－80g/L氢氧化钠水溶液加入到脱脂槽中，对铜箔进行脱脂清洗（一般包括电化学和化学清洗）；2）粗化电镀：将粗化液加入到粗化PVC槽中，对步骤1）所得铜箔进行粗化电镀；粗化液组成：Cu2+：10－30g/L；H2SO4：100－200g/L；温度：25－45℃；3）固化电镀：将固化液加入到固化PVC槽中，对步骤2）所得铜箔进行固化电镀；固化液组成：Cu2+：40－80g/L；H2SO4：100－200g/L；温度：35－55℃；4）电镀镍合金：将镀镍合金电镀液加入到镀镍合金PVC槽中，对步骤3）所得铜箔进行镍合金电镀；所述镀镍合金电镀液经下述方法制得：将硫酸镍和金属硫酸物或氯化物的水溶液用缓冲剂调至pH为2－4，温度保持在25－35℃即得，所述金属硫酸物或氯化物的金属选自Fe、Co、Zn和Sn中的一种或两种以上；5）电镀锌：将锌电镀液加入到镀锌PVC槽中，对步骤4）所得铜箔进行电镀；锌电镀液组成：Zn2+：2－8g/L，焦磷酸钾：100－200g/L；pH为8－12，温度：25－35℃；6）铬酸盐钝化处理：将铬酸盐水溶液加入到铬酸盐钝化PVC槽中，对步骤5）所得铜箔进行电镀处理；铬酸盐水溶液组成：Cr6+：1－5g/L；pH：11－13；7）硅烷处理：将硅烷偶联剂用水稀释后，室温条件下均匀喷淋至步骤6）所得铜箔的表面，经烘干后即得。具体的，步骤4）所述的镀镍合金电镀液中，Ni2+浓度：2－10g/L；金属硫酸物或氯化物浓度：2－10g/L；缓冲剂选自磷酸、醋酸、柠檬酸和硼酸中的一种。具体的，步骤5）所述的锌电镀液中，Zn2+选自硫酸锌。较好的，步骤7）中硅烷偶联剂选自硫基硅烷偶联剂、氨基硅烷偶联剂、环氧基硅烷偶联剂或改性硅烷偶联剂；硅烷偶联剂水稀释后的体积浓度0.5－1.5%。本专利技术的创新点在于对压延铜箔进行脱脂清洗、粗化和固化处理（粗化和固化可根据需求选择两次以上）电沉积金属Cu晶粒后，酸性条件下电沉积纳米级金属镍合金，再电镀薄薄一层金属锌，最后经过铬酸盐钝化处理并在表面均匀喷附硅烷偶联剂。本专利技术不添加任何有毒有害金属元素，通过电沉积合金金属体系等较简单工艺处理流程；在优化工艺参数的条件下，得到性能较好且能满足FPC制作要求、外观呈灰色、无毒无害的环保型表面处理铜箔。和现有技术相比，本专利技术处理工艺的优点在于：（1）压延铜箔表面光滑，在进行电镀过程中，存在较严重的“掉粉”，并不易得到均匀的镀层。本专利技术中的粗化和固化工艺，在不加任何添加剂的基础上，即可得到均匀及规整的“瘤囊状”铜晶粒镀层，并且无明显“掉粉”现象。（2）本专利技术通过较为简单的电镀工艺，即可得到抗剥离性、蚀刻性、耐腐蚀性及高温抗氧性能均较佳的压延铜箔。（3）本专利技术替代了传统的粗化或弱粗化工艺中添加As或Sb等有毒金属元素，通过电沉积金属合金即可达到较好的性能指标，属于环保型表面处理工艺。附图说明图1为本专利技术压延铜箔的环保型灰化处理工艺流程图；图2为采用本专利技术环保型灰化处理工艺所得压延铜箔SEM照片放大1000倍的形貌；图3为采用本专利技术环保型灰化处理工艺所得压延铜箔SEM照片放大5000倍的形貌；图4为采用本专利技术环保型灰化处理工艺所得压延铜箔SEM照片放大10000倍的形貌。具体实施方式以下结合实施例对本专利技术的技术方案作进一步地详细介绍，但本专利技术的保护范围并不局限于此。实施例1一种压延铜箔的环保型灰化处理工艺，其包括如下步骤：1）脱脂清洗：将温度50℃、浓度50g/L氢氧化钠水溶液加入到脱脂槽中，对铜箔进行脱脂清洗；2）粗化电镀两次：将粗化液加入到粗化PVC槽中，对步骤1）所得铜箔进行粗化电镀；粗化液组成：Cu2+：10g/L；H2SO4：100g/L；温度：25℃；3）固化电镀两次：将固化液加入到固化PVC槽中，对步骤2）所得铜箔进行固化电镀；固化液组成：Cu2+：40g/L；H2SO4：100g/L；温度：40℃；4）电镀镍合金：将镀镍合金电镀液加入到镀镍合金PVC槽中，对步骤3）所得铜箔进行镍合金电镀；所述镀镍合金电镀液经下述方法制得：将硫酸镍和硫酸锌的水溶液用缓冲剂调至pH为3，温度保持在25℃即得；所述的镀镍合金电镀液中，Ni2+浓度：6g/L；Zn2+浓度：10g/L；缓冲剂为柠檬酸；5）电镀锌：将锌电镀液加入到镀锌PVC槽中，对步骤4）所得铜箔进行电镀；锌电镀液组成：Zn2+：2g/L，焦磷酸钾：100g/L；pH为10，温度：25℃；Zn2+选自硫酸锌；6）铬酸盐钝化处理：将铬酸盐水溶液加入到铬酸盐钝化PVC槽中，对步骤5）所得铜箔进行电镀处理；铬酸盐水溶液组成：Cr6+：1g/L；pH：11；7）硅烷处理：将硅烷偶联剂用水稀释（搅拌溶解2h左右）后，室温条件下用循环泵均匀喷淋至步骤6）所得铜箔的表面，经烘干后即得。硅烷偶联剂选自氨基硅烷偶联剂；硅烷偶联剂水稀释后的体积浓度0.5%。实施例2一种压延铜箔的环保型灰化处理工艺，其包括如下步骤：1）脱脂清洗：将温度60℃、浓度60g/L氢氧化钠水溶液加入到脱脂槽中，对铜箔进行脱脂清洗；2）粗化电镀两次：将粗化液加入到粗化PVC槽中，对步骤1）所得铜箔进行粗化电镀；粗化液组成：Cu2+：20g/L；H2SO4：150g/L；温度：30℃；3）固化电镀两次：将固化液加入到固化PVC槽中，对步骤2）所得铜箔进行固化电镀；固化液组成：Cu2+：60g/L；H2SO4：150g/L；温度：50℃；4）电镀镍合金：将镀镍合金电镀液加入到镀镍合金PVC槽中，对步骤3）所得铜箔进行镍合金电镀；所述镀镍合金电镀液经下述方法制得：将硫酸镍和硫酸钴的水溶液用缓冲剂调至pH为3，温度保持在35℃即得；所述的镀镍合金电镀液中，Ni2+浓度：4g/L；Co2+浓度：2g/L；缓冲剂选自柠檬酸；5）电镀锌：将锌电镀液加入到镀锌PVC槽中，对步骤4）所得铜箔进行电镀；锌电本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种压延铜箔的环保型灰化处理工艺，其特征在于，包括如下步骤：1）脱脂清洗：将温度50－70℃、浓度50－80g/L氢氧化钠水溶液加入到脱脂槽中，对铜箔进行脱脂清洗；2）粗化电镀：将粗化液加入到粗化PVC槽中，对步骤1）所得铜箔进行粗化电镀；粗化液组成：Cu2+：10－30g/L；H2SO4：100－200g/L；温度：25－45℃；3）固化电镀：将固化液加入到固化PVC槽中，对步骤2）所得铜箔进行固化电镀；固化液组成：Cu2+：40－80g/L；H2SO4：100－200g/L；温度：35－55℃；4）电镀镍合金：将镀镍合金电镀液加入到镀镍合金PVC槽中，对步骤3）所得铜箔进行镍合金电镀；所述镀镍合金电镀液经下述方法制得：将硫酸镍和金属硫酸物或氯化物的水溶液用缓冲剂调至pH为2－4，温度保持在25－35℃即得，所述金属硫酸物或氯化物的金属选自Fe、Co、Zn和Sn中的一种或两种以上；5）电镀锌：将锌电镀液加入到镀锌PVC槽中，对步骤4）所得铜箔进行电镀；锌电镀液组成：Zn2+：2－8g/L，焦磷酸钾：100－200g/L；pH为8－12，温度：25－35℃；6）铬酸盐钝化处理：将铬酸盐水溶液加入到铬酸盐钝化PVC槽中，对步骤5）所得铜箔进行电镀处理；铬酸盐水溶液组成：Cr6+：1－5g/L；pH：11－13； 7）硅烷处理：将硅烷偶联剂用水稀释后，室温条件下均匀喷淋至步骤6）所得铜箔的表面，经烘干后即得。...

【技术特征摘要】
1.一种压延铜箔的环保型灰化处理工艺，其特征在于，包括如下步骤：1）脱脂清洗：将温度50－70℃、浓度50－80g/L氢氧化钠水溶液加入到脱脂槽中，对铜箔进行脱脂清洗；2）粗化电镀：将粗化液加入到粗化PVC槽中，对步骤1）所得铜箔进行粗化电镀；粗化液组成：Cu2+：10－30g/L；H2SO4：100－200g/L；温度：25－45℃；3）固化电镀：将固化液加入到固化PVC槽中，对步骤2）所得铜箔进行固化电镀；固化液组成：Cu2+：40－80g/L；H2SO4：100－200g/L；温度：35－55℃；4）电镀镍合金：将镀镍合金电镀液加入到镀镍合金PVC槽中，对步骤3）所得铜箔进行镍合金电镀；所述镀镍合金电镀液经下述方法制得：将硫酸镍和金属硫酸物或氯化物的水溶液用缓冲剂调至pH为2，温度保持在25－35℃即得，所述金属硫酸物或氯化物的金属选自Fe、Co、Zn和Sn中的一种或两种以上；5）电镀锌：将锌电镀液加入到镀锌...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴婷，乔亚峰，徐蛟龙，马少锋，
申请(专利权)人：灵宝金源朝辉铜业有限公司，
类型：发明
国别省市：河南;41