用于形成多层印刷电路板的复合材料，其包括厚度为０．５－５ｍｉｌ的ＩＮＶＡＲ片材（１２）以及在其至少一侧上的电沉积铜层（７２）。该铜的厚度为１－５０微米，其中所述复合材料在０－２００°Ｆ温度的热膨胀系数是２．８－６．０ｐｐｍ。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）
【技术实现步骤摘要】
INVAR上铜复合材料及制造方法
本专利技术涉及用于形成多层印刷电路板的复合材料，更具体涉及INVAR上铜(copper on INVAR)复合材料。专利技术背景INVAR(Imphy S.A.的注册商标)是含有约36％镍和46％铁的镍铁合金。众所周知，铜/INVAR/铜复合材料因其具有低热膨胀系数而用于制造印刷电路板。就这一点来说，铜/INVAR/铜复合材料通常用在印刷电路板中作为接地平面、电源层和/或金属芯、散热件以及用于其它需要热膨胀系数匹配的领域。迄今为止，铜/INVAR/铜复合材料是用冶金方法把两个铜层分别结合到INVAR每侧上来制造的。这个机械过程基本上要求在压力下把各层轧制在一起。这种通过冶金方法将铜层结合到INVAR层的问题是得到产品的厚度不能薄于2mil。另外，得到的铜/INVAR/铜复合材料的冶金性能在整个所得复合材料中不一致。本专利技术克服了这些或其他缺点，而且提供了一种比已有的铜/INVAR/铜复合材料薄INVAR上铜复合材料，且其具有均匀一致的冶金性能。
技术实现思路
依据本专利技术的优选实施方案，提供了一种形成INVAR上铜复合材料的方法，其包括以下步骤：沿具有多个位置的通道输送一般连续式INVAR带材；-->在第一个位置：在碱性溶液中清洗带材；在第二个位置：在酸性溶液中清洗带材；在第三个位置：贴附铜撞击层(copper strike layer)至带材上；以及在第四个位置：电沉积铜至该撞击层上；依据本专利技术的另一方面，提供了用于形成多层印刷电路板的复合材料，包括厚度为0.5-5mil的INVAR片材，以及在其至少一侧上的电沉积铜层。该铜层的厚度为1-50微米。该复合材料在0°-200°F温度的热膨胀系数是2.8-6.0ppm。本专利技术目的是提供一种INVAR上铜复合材料，其比用冶金结合方法得到的类似复合材料薄。本专利技术另一目的是提供如上所述的复合材料，其具有比冶金结合的复合材料更一致的冶金性能。本专利技术另一目的是提供如上所述的复合材料，而且它在0°F-200°F温度范围的热膨胀系数是2.8-6.0ppm。通过以下优选实施方案、附图以及所附权利要求的描述，本专利技术的这些和其他目的将更加清楚。附图说明本专利技术是由多个实体部分组合而成的，我们通过对每个实体部分附图说明和具体解释对本专利技术优选实施方案做详细说明，其中：图1是制造INVAR上铜复合材料一般连续方法的示意图图2是图1的INVAR上铜复合材料沿2-2线横截面示意图具体实施方式本专利技术涉及镍铁合金表面粘附铜形成复合材料的制造方法。本专利技术特别适用于在INVAR表面粘附铜，而且本专利技术具有一定的参考价-->值。它可以理解为本专利技术的其它更宽广的应用在于它可在镍铁合金构件的表面上施加铜。参考附图，其中所示只是对专利技术的优选实施方案举例说明，并不是对其加以限制，图1是本专利技术优选实施方案中铜施加在INVAR带材12上的一般连续方法10的示意图。在所示实施方案中，辊11提供了一般连续的INVAR带材12。带材12沿着具有多个位置的一般连续通道(附图中特指P)传送。INVAR12优选地在第一个位置20进行第一次清洗处理，由带材12的表面除去有机杂质如油脂、油等。在所示实施方案中，借助导辊26将带材12传送进围绕主辊24的罐22中，罐22含有碱性溶液28以除去带材12表面的油脂和油。用于清洗带材12的典型碱性溶液可包括约20克/升NaOH、约40克/升Na3PO4和约20克/升Na2CO3。在位置20进行碱清洗后，带材12进行冲洗过程，其中位于带材12上方的喷淋装置82用水喷淋带材12的表面。用位于喷淋装置82下面的罐84收集冲洗水。在位置20进行碱清洗后，带材12在第二个位置30进行酸浸蚀，以便除去表面氧化物、残渣以及无机杂质。带材12导入围绕主辊34的罐32中。带材12通过导辊36相对于主辊34放置。罐32含有酸性溶液。依据本专利技术的一个实施方案，酸性溶液包括1∶1稀HCl水溶液。经过位置30的酸浸蚀后，带材12进行此前描述的另一个水冲洗过程，其中位于带材12上方及下方的喷淋装置82用水喷淋带材12的表面，由此除去残留的酸。经过位置30的酸浸蚀和随后的冲洗后，带材12在第三个位置40进行金属撞击过程。可以通过(例如但不限于)真空沉积方法、溅射或化学沉积方法来施加金属撞击层。金属撞击层优选是铜。在优-->选实施方案中，导辊46把带材12传送进围绕主辊44的罐42中。罐42含有酸性铜溶液48，但优选使用焦磷酸铜(copper pyro)或者氰化铜溶液。优选的酸性铜溶液48含有2-5克/升Cu2+和50克/升H2SO4。带材12优选暴露于酸性铜溶液48足够长的时间，在带材12上产生厚度约为0.05-0.1微米的铜撞击层。经过在位置40施加铜撞击层后，带材12进行如图所示的另一个冲洗操作，该冲洗操作与前述类似，这里不再做详细说明。经过在位置40铜撞击加工和随后的水冲洗后，在其上具有铜撞击层的带材12在位置50进行铜构造过程。铜构造过程就是适于在经铜撞击的带材12的表面72a上构造铜层72的电沉积过程。一般来说，带材12浸在连接电极62的电解浴中，电解浴中基本上就是含有铜离子的酸性溶液，其化学成分如下： Cu2+＞40克/升 酸＞30克/升电解浴优选温度保持在45-90℃之间。带材12和阴极相连，电极62与阳极连接形成一个电解池。在优选实施方案中，导辊56把带材12传送进一个带有滚筒54的罐52中，罐52中含有电解液，优选的电解液化学成分如下： 40-70克/升Cu+2 30-50克/升H2SO4 ＜3ppm Cl-依据本专利技术的一个实施方案，电解液中含有70克/升Cu+2、50克/升H2SO4和少量的氯化物(＜3ppm)，电解液的温度保持在约60℃，用常规加热冷却设备控制温度(未示出)。如图1所示，阳极62位于带材12的对面。在阳极62上施加每平方英尺80-150amps的电镀电流密度。辊56是用于电镀铜至带材12上的阴极辊。取决于所希望的铜层72厚度，所用电镀时间通常约为1-15分钟。图2是在其每侧上-->都有铜层72的带材12的放大截面图。在本专利技术的优选实施方案中，铜层72的厚度优选为1-50微米，更优选厚度为4-25微米。铜层72的表面72a可以是“标准轮廓表面”、“低轮廓表面”或者“极低轮廓表面”。本文中，术语“标准轮廓表面”是指箔材表面(foil surface)的Rtm(IPC-MF-150F)大于10.2微米；低轮廓表面指箔材表面的Rtm(IPC-MF-150F)小于10.2微米；极低轮廓表面指箔材表面的Rtm(IPC-MF-150F)小于5.1微米；Rtm(IPC-MF-150F)是指每五个连续抽样测量中最大峰至谷垂直距离的平均值，可以用Rank Taylor Hobson，Ltd.，Leicester，England出售的SURTRONIC3表面光度仪测量。有用的实施本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种形成ＩＮＶＡＲ＊上铜复合材料的方法，其包括以下步骤：ａ）沿具有多个位置的通道输送洁净的、一般连续的ＩＮＶＡＲ＊带材；ｂ）施加金属撞击层至所述带材上；以及ｃ）电沉积铜至所述金属撞击层上。
【技术特征摘要】
US 2001-8-9 09/925,6801.一种形成INVAR上铜复合材料的方法，其包括以下步骤：a)沿具有多个位置的通道输送洁净的、一般连续的INVAR带材；b)施加金属撞击层至所述带材上；以及c)电沉积铜至所述金属撞击层上。2.如权利要求1的形成INVAR上铜复合材料的方法，其中所述电沉积步骤包括含有H2SO4、Cu2+和低水平氯化物的电解液。3.如权利要求1的形成INVAR上铜复合材料的方法，其中所述金属撞击层是铜，而且是在酸性铜溶液中施加。4.如权利要求1的形成INVAR上铜复合材料的方法，其还包括以下步骤：d)在碱性溶液中清洗所述带材；以及e)在酸性溶液中清洗所述带材，这些清洗步骤在施加金属撞击层之前进行。5.如权利要求4的形成INVAR上铜复合材料的方法，其中所述碱性溶液包括NaOH、Na3PO4和Na2CO3。6.如权利要求5的形成INVAR上铜复合材料的方法，其中所述酸性溶液包括稀盐酸。7.如权利要求6的形成INVAR上铜复合材料的方法，其中所述酸性铜溶液包括H2SO4和2-5克/升的Cu2+。8.如权利要求6的形成INVAR上铜复合材料的方法，其还包括在所述清洗步骤后用去离子水冲洗带材。9.如权利要求3的形成INVAR上铜复合材料的方法，其中所述酸性铜溶液是焦磷酸铜溶液。10.如权利要求3的形成INVAR上铜复合材料的方法，其中所述酸性铜溶液是氰化铜溶液。11.一种在镍铁合金构件上形成铜的方法，其包括以下步骤...
【专利技术属性】
技术研发人员：李金和，托马斯J艾明，约翰P卡拉汉，
申请(专利权)人：尼柯材料美国公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]
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