一种高分子柔性导电薄膜的制备方法技术

本发明专利技术属于应用于电路板的高分子材料制备领域，特别涉及一种高分子柔性导电薄膜的制备方法：将高分子薄膜在强碱性溶液中进行粗化处理，然后进行热合激光纹路刻蚀，形成所需要的电子纹络，再在经激光刻蚀后的高分子薄膜纹路内通过氧化还原的工艺使纹路表面形成一层导电层，随后进行分级电镀，先覆合一层金属铜层，再在金属铜层表面覆合一层金属铜‑镍‑锡合金层，最后进行孔隙修补工艺处理和热处理。

Preparation of a polymer flexible conductive film

The invention belongs to the preparation field of polymer materials applied to the circuit board, in particular to a preparation method of a polymer flexible conductive film: the polymer film is coarsened in a strong alkaline solution, then the thermal laser pattern etching is carried out to form the desired electronic collaterals, and then the polymer after the laser etching is used. A layer of conductive layer was formed by oxidation-reduction process in the thin film pattern, and then a layer of metal copper layer was covered with a layer of metal copper layer, then a layer of metal copper layer was cladded to the surface of metal copper layer. Finally, the pore repair process and heat treatment were carried out.

【技术实现步骤摘要】
一种高分子柔性导电薄膜的制备方法
本专利技术属于应用于电路板的高分子材料制备领域，特别涉及一种高分子柔性导电薄膜的制备方法。
技术介绍
在移动终端产品中，柔性印刷线路板(FlexiblePrintedCircuit，简称FPC)广泛应用于模组及印刷线路板(PrintedCircuitBoard，简称PCB)之间的电连接，如带FPC的摄像头模组、液晶显示模组等等。FPC具有厚度薄、重量轻、可折弯等特点，被广泛应用于电子产品。当前市场上的FPC产品制造工艺复杂，受高分子基体材料性能的影响，多采用化学刻蚀的方法，再覆合金属板材料层，形成多层复合材料，这种结构对于FPC在可折叠的电子设备中应用时，因受到多次反复折叠，不仅降低了线路板的击穿电压耐受力，更易于使多层结构脱层，形成电子线路的断路，从而损坏电子设备。
技术实现思路
本专利技术为解决上述技术问题，提供了一种高分子柔性导电薄膜的制备方法，工艺流程为：高分子材料粗化—激光刻蚀—导电层还原沉积—导电层电沉积—修补处理—热处理，具体方法为，(1)将高分子薄膜在碱液中进行粗化处理，并清洗、烘干，其中，高分子薄膜为PP薄膜、PE薄膜、PVC薄膜中的一种，膜厚度为1-20um，碱液为氢氧化钠的乙二醇溶液，粗化处理温度为60～80℃，处理时间为30～60分钟，烘干温度为100～300℃；(2)对经过步骤(1)处理的高分子薄膜进行热合激光纹路刻蚀，不仅形成了所需要的电子纹络，同时在激光刻蚀的过程中，采用热合工艺释放了材料的表面应力，由于激光加工是点加工，在材料表面的局部会产生高热量，因此会对材料表面其它地方产生较大的热收缩，将局部的应力储存，会影响到后续加工，而如果先进行激光加工，再进行除应力处理的话，不仅会降低效率、耗费能源，而且还会使材料的表面磨损也较大，对此本专利中采用激光同时进行加热处理的方式，成功避免了这些问题，其中，激光功率为20～30Kw，激光束宽度为0.1～0.5um，刻蚀速度为10～20mm/min，激光的同时对薄膜的热处理温度为100～200℃；(3)通过氧化还原工艺，使步骤(2)中刻蚀得到的纹路在表面形成一层导电层，具体操作为，将含亚铁离子的溶液涂刷在纹路内(即刻蚀槽的底部及侧面，下同)，烘干后将高分子薄膜浸入含银离子的溶液中充分浸泡，使高分子薄膜的刻蚀纹路表面覆盖一层0.1～1um的导电层，含亚铁离子的溶液为氯化亚铁、硫酸亚铁的强酸性混合溶液，其中，亚铁离子浓度为5～10mol/L，含银离子的溶液为浓度0.1～1mol/L的硝酸银溶液；(4)于步骤(3)得到的导电层上通过分级电镀，先镀覆一层金属铜层，再在金属铜层表面镀覆一层铜-镍-锡合金层，其中，金属铜层厚度为1～3um，铜镍锡合金层中，铜质量占60～80％、镍质量占10～25％、锡质量占10～15％，(5)在步骤(4)中得到的铜-镍-锡合金层表面进行孔隙修补处理，其中，具体操作为将步骤(4)中得到的高分子薄膜于氯化亚锡1～5g/L、柠檬酸钠20～30g/L、氯化铵5～10g/L、醋酸钾2～5g/L、苯磺酸钠1～5g/L、pH为7.0～9.0的处理液中，于50～60℃下处理10～20min，(6)将经过步骤(5)处理的高分子薄膜进行热处理，以进一步释放材料及金属镀层的内应力，同时细化金属层的结晶粒度，使金属层更加致密，提升结合力，在高纯氮气保护气氛下，采用连续热处理方式，热处理温度100～300℃，热处理速度0.5～1.0m/min，氮气流量为10～20L/h，压力为0.1～1.0Mpa。本专利技术的有益效果在于：使用本专利技术方法制备得到的高分子柔性导电薄膜，纹路内具有较强结合力的铜导电层，同时在铜导电层表面还电镀有铜-镍-锡合金层，有效避免了电子在线路板中的游离，增强了材料在柔性线路板应用中的电压击穿性能、阻抗能力、电磁干扰屏蔽效能；同时，由于采用的是热合激光刻蚀工艺，这也促使镀层与高分子膜之间的结合力增强、形成一个整体，所以增强了高分子膜的致密性和强度，提高了材料的抗折叠性，更能满足高端电子线路板的需要；同时热合激光刻蚀工艺在消除内应力的前提下，也确保了薄膜的光滑、平整。具体实施方式实施例1一种高分子柔性导电薄膜的制备方法：(1)将厚度为1um的PP薄膜在60℃碱液(60％重量份的氢氧化钠，40％重量份的乙二醇)中粗化处理30分钟，并清洗、烘干；(2)对经过步骤(1)处理的高分子薄膜进行热合激光纹路刻蚀，激光功率为20Kw，激光束宽度为0.4um，刻蚀速度为15mm/min，刻蚀深度为基材厚度的1/3，激光的同时对薄膜整体的热处理温度为180℃；(3)将氯化亚铁、硫酸亚铁的强酸性混合溶液(亚铁离子浓度为7mol/L)刷在步骤(2)中得到的纹路内，烘干后将高分子薄膜浸入0.5mol/L的硝酸银溶液中充分浸泡，使高分子薄膜的刻蚀纹路表面覆盖一层0.1um的导电层；(4)于步骤(3)得到的导电层上通过分级电镀，先镀覆一层1um的金属铜层，再在金属铜层表面镀覆一层1um的铜-镍-锡合金层(铜质量占65％、镍质量占20％、锡质量占15％)；(5)将步骤(4)中得到的高分子薄膜置于氯化亚锡1.5g/L、柠檬酸钠21g/L、氯化铵6g/L、醋酸钾3.5g/L、苯磺酸钠2g/L的处理液中，于60℃下处理18min，实现孔隙修补处理；(6)将经过步骤(5)处理的高分子薄膜在高纯氮气保护气氛下，采用连续热处理方式，热处理温度300℃，热处理速度0.6m/min，氮气流量为20L/h，压力为0.5Mpa，处理时间为30分钟。实施例2一种高分子柔性导电薄膜的制备方法：(1)将厚度为5um的PE薄膜在70℃碱液(70％重量份的氢氧化钠，30％重量份的乙二醇)中粗化处理40分钟，并清洗、烘干；(2)对经过步骤(1)处理的高分子薄膜进行热合激光纹路刻蚀，激光功率为20Kw，激光束宽度为0.4um，刻蚀速度为15mm/min，刻蚀深度为基材厚度的1/3，激光的同时对薄膜整体的热处理温度为180℃；(3)将氯化亚铁、硫酸亚铁的强酸性混合溶液(亚铁离子浓度为6mol/L)刷在步骤(2)中得到的纹路内，烘干后将高分子薄膜浸入0.2mol/L的硝酸银溶液中充分浸泡，使高分子薄膜的刻蚀纹路表面覆盖一层0.3um的导电层；(4)于步骤(3)得到的导电层上通过分级电镀，先镀覆一层2um的金属铜层，再在金属铜层表面镀覆一层2um的铜-镍-锡合金层(铜质量占65％、镍质量占20％、锡质量占15％)；(5)将步骤(4)中得到的高分子薄膜置于氯化亚锡1.5g/L、柠檬酸钠21g/L、氯化铵6g/L、醋酸钾3.5g/L、苯磺酸钠2g/L的处理液中，于60℃下处理18min，实现孔隙修补处理；(6)将经过步骤(5)处理的高分子薄膜在高纯氮气保护气氛下，采用连续热处理方式，热处理温度400℃，热处理速度0.6m/min，氮气流量为20L/h，压力为0.5Mpa，处理时间为40分钟。实施例3一种高分子柔性导电薄膜的制备方法：(1)将厚度为8um的PVC薄膜在80℃碱液(80％重量份的氢氧化钠，20％重量份的乙二醇)中粗化处理60分钟，并清洗、烘干；(2)对经过步骤(1)处理的高分子薄膜进行热合激光纹路刻蚀，激光功率为20Kw，激光束宽度为0.4um，刻蚀速本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高分子柔性导电薄膜的制备方法，其特征在于：所述的制备方法为，(1)将高分子薄膜在碱液中进行粗化处理，并清洗、烘干；(2)对经过步骤(1)处理的高分子薄膜进行热合激光纹路刻蚀；(3)通过氧化还原工艺，使步骤(2)中刻蚀得到的纹路在表面形成一层导电层；(4)于步骤(3)得到的导电层上通过分级电镀，先镀覆一层金属铜层，再在金属铜层表面镀覆一层铜‑镍‑锡合金层；(5)在步骤(4)中得到的铜‑镍‑锡合金层表面进行孔隙修补处理；(6)将经过步骤(5)处理的高分子薄膜进行热处理。

【技术特征摘要】
1.一种高分子柔性导电薄膜的制备方法，其特征在于：所述的制备方法为，(1)将高分子薄膜在碱液中进行粗化处理，并清洗、烘干；(2)对经过步骤(1)处理的高分子薄膜进行热合激光纹路刻蚀；(3)通过氧化还原工艺，使步骤(2)中刻蚀得到的纹路在表面形成一层导电层；(4)于步骤(3)得到的导电层上通过分级电镀，先镀覆一层金属铜层，再在金属铜层表面镀覆一层铜-镍-锡合金层；(5)在步骤(4)中得到的铜-镍-锡合金层表面进行孔隙修补处理；(6)将经过步骤(5)处理的高分子薄膜进行热处理。2.如权利要求1所述的高分子柔性导电薄膜的制备方法，其特征在于：步骤(1)中所述的高分子薄膜为PP薄膜、PE薄膜、PVC薄膜中的一种。3.如权利要求1所述的高分子柔性导电薄膜的制备方法，其特征在于：步骤(1)中所述的碱液为氢氧化钠的乙二醇溶液。4.如权利要求1所述的高分子柔性导电薄膜的制备方法，其特征在于：步骤(2)中，激光功率为20～30Kw，激光束宽度为0.1～0.5um，刻蚀速度为10～20mm/min，激光的同时对薄膜整体...

【专利技术属性】
技术研发人员：申有名，张春香，戴灵聪，彭新菊，彭珍，谢滢婷，
申请(专利权)人：湖南文理学院，
类型：发明
国别省市：湖南,43