一种低轮廓电解铜箔表面粗化处理用无机盐添加剂及其处理工艺制造技术

本发明专利技术涉及电子材料技术领域，具体涉及一种低轮廓电解铜箔表面粗化处理用无机盐添加剂及其处理工艺。所述粗化液含有硫酸铜、浓硫酸、水、可溶性氟硅酸盐和可溶性硫钨酸盐，其中，基于所述粗化液的总量，所述粗化液中可溶性氟硅酸盐的含量为5

【技术实现步骤摘要】
一种低轮廓电解铜箔表面粗化处理用无机盐添加剂及其处理工艺


[0001]本专利技术涉及电子材料
，具体涉及一种低轮廓电解铜箔表面粗化处理用无机盐添加剂及其处理工艺。

技术介绍

[0002]电子铜箔是PCB制造中的重要原材料之一，在PCB中主要作用为导电、散热等，对PCB的整体性、品质、制造水平、制造成本、产品加工性及可靠性等性能指标影响巨大。随着信息科技的发展，电子设备的应用领域持续扩张、5G网络基站的全面铺设、新能源产业的大力发展，对铜箔提出了更高的技术要求。在电子设备的使用中通常需要进行高频化信号传输，受到趋肤效应的影响，电信号仅在表面粗糙轮廓的范围传输，若高频电信号传输频率超过1GHz以上，电信号传输会产生很严重的反射问题，并导致信号传输路径变长，损耗增加，表现为粗糙度越高，电信号损耗越大。
[0003]在电解铜箔的表面处理中，粗化处理环节是表面处理的关键环节，对铜箔表面粗糙度影响显著。粗化处理的目的是通过电沉积的方式，在铜箔表面形成一层致密的纳米结构结晶层，以提高铜箔的抗剥离性能。粗化处理一方面要提高铜箔的比表面积，以提升铜箔的整体性与加工性，另一方面要避免粗化后表面粗糙度过高，避免信号传输损耗上升。因此，粗化工艺的好坏对铜箔的性能起着至关重要的影响。
[0004]为了适应电子产品微型化、薄型化、多功能化发展，对铜箔的产品提出了更为严苛的要求。一些企业相继开发并采用含有明胶、聚乙二醇、羟乙基纤维素、聚二硫二丙烷磺酸钠等有机添加剂作为铜箔表面处理的添加剂，开发了低轮廓、低介电损失、高比表面积、高剥离强度的电解铜箔产品，提升了产品质量，丰富了产品线。CN104651885A公开了以盐酸、钨酸钠、聚乙二醇和2-巯基苯并咪唑等作为粗化添加剂，获得了表面粗糙度较低、铜牙均匀致密的铜箔。CN102046853A公开了将季铵盐聚合物作为粗化添加剂，以微粗化的方法制备了表面粗糙度较低的铜箔。CN104372384A公开了以盐酸、钨酸钠、浓硫酸钴及乙撑硫脲作为粗化添加剂，得到铜牙短且大小均匀，表面结晶致密的铜箔。
[0005]然而，在实际生产过程中，普遍使用的有机添加剂仍存在两个非常严重的缺陷，一方面有机添加剂水解后为不同化学性质的官能团，难以通过滴定法、直读光谱法等常规简便的分析测试方法测定该成分在镀液中准确含量，生产时对添加剂含量实时监控的难度明显增大，只能通过对产品的品质检测来判断，非常滞后；另一方面，有机添加剂的有效期一般为3-5天，极易变质，且易被镀液净化系统中的活性炭滤芯吸附，使镀液中的有机物添加剂的含量更加不可控制。这两个严重缺陷会导致铜箔的良品率降低，生产效率及经济效益严重受到影响。与之相比，无机添加剂具有成分分析简便，效果持续时间长，镀液稳定不易变质等优点，但普遍存在剥离强度不高、均镀效果差等缺点。
[0006]因此，亟需开发一种抗剥离强度高、均镀效果佳、表面粗糙度低及结晶细腻的电解铜箔的粗化液及表面处理方法，以替代电解铜箔生产中的有机物添加剂，满足各领域对高
端铜箔产品的需求。

技术实现思路

[0007]本专利技术的目的是为了克服上述技术问题，提供一种用于铜箔表面处理的粗化液、一种铜箔表面处理的方法、一种电解铜箔。该粗化液有效提高了粗化过程的均镀能力和表面结晶的紧密性，优化粗化层结构，提高了电解铜箔的抗剥离强度和抗高温氧化性；同时，该粗化液避免有机物的添加，满足环保标准要求。
[0008]为了实现上述目的，本专利技术第一方面提供一种用于铜箔表面处理的粗化液，所述粗化液含有硫酸铜、浓硫酸、水、可溶性氟硅酸盐和可溶性硫钨酸盐；
[0009]其中，基于所述粗化液的总量，所述粗化液中可溶性氟硅酸盐的含量为5-200mg/L，可溶性硫钨酸盐的含量为5-100mg/L。
[0010]本专利技术第二方面提供一种铜箔表面处理的方法，该方法包括：将铜箔依次进行粗化处理、固化处理、钝化处理、涂覆处理和烘干处理；
[0011]其中，所述粗化处理为将所述铜箔与第一方面提供的粗化液进行粗化。
[0012]本专利技术第三方面提供一种第二方面提供的方法制得的电解铜箔。
[0013]相比现有技术，本专利技术具有以下优势：
[0014](1)本专利技术提供的含有可溶性氟硅酸盐和可溶性硫钨酸盐的粗化液，显著提高电解铜箔过程中，粗化处理的均镀能力和表面结晶的紧密性，即，在电解铜箔表面整个铜峰均包裹一层致密的球形晶粒，均镀能力良好，有利于隔绝外部，提高组织性能，颗粒尺寸较为细小，有利于减小处理后铜箔的表面粗糙度，优化铜箔表面处理后获得的粗化层结构，使得处理后的铜箔表面结构组织细化，表面光亮，同时，也提高了铜箔的抗高温氧化性。本专利技术提供的所述粗化液具有无腐蚀和易于操作实施的特点，对于现有老工艺的改造也方便可行，不需要增加额外的工艺，不需要进行较大的工艺路线改造。
[0015](2)本专利技术采用电沉积的方法对铜箔进行表面处理，在铜箔表面形成了纳米结构结晶层，均镀能力较好，镀层的空隙率低，形成致密而均匀的镀层具有优良的耐高温性能，适用于12-70μm标准电解铜箔毛面的粗化处理。
[0016](3)本专利技术提供的电解铜箔，其均镀能力表现较好，能够形成致密的粗化层，提高抗氧化和抗剥离能力，对表面粗糙度影响较小，处理后35μm铜箔的表面粗糙度为6-8μm，明显小于35μm铜箔的表面粗糙度R
max
≤9μm，抗剥离强度≥1.8kg/cm。
[0017](4)本专利技术的提供的粗化液含有无机添加剂，且在实际生产过程中添加种类少且添加量少，可以通过较为简单的手段进行实时监测，生产损耗较小，废液后期处理难度小，易于操作，经济性好。
附图说明
[0018]图1是实施例1制得的电解铜箔S1的表面的电镜扫描图；
[0019]图2是实施例2制得的电解铜箔S2的表面的电镜扫描图；
[0020]图3是实施例3制得的电解铜箔S3的表面的电镜扫描图；
[0021]图4是实施例1-3制得的电解铜箔S1-S3的表面粗糙度与抗剥离强度关系曲线；
[0022]图5是实施例1制得的电解铜箔S1经历高温耐热处理的照片，其中，A为高温耐热处
理前的电解铜箔S1的照片；B为200℃下处理120min后的电解铜箔S1的照片；C为210℃下处理60min后的电解铜箔S1的照片；D为220℃下处理60min后的电解铜箔S1的照片。
具体实施方式
[0023]在本文中所披露的范围的端点和任何值都不限于该精确的范围或值，这些范围或值应当理解为包含接近这些范围或值的值。对于数值范围来说，各个范围的端点值之间、各个范围的端点值和单独的点值之间，以及单独的点值之间可以彼此组合而得到一个或多个新的数值范围，这些数值范围应被视为在本文中具体公开。
[0024]本专利技术第一方面提供一种用于铜箔表面处理的粗化液，所述粗化液含有硫酸铜、浓硫酸、水、可溶性氟硅酸盐和可溶性硫钨酸盐；
[0025]其中，基于所述粗化液的总量，所述粗化液中可溶性氟硅酸盐的含本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于铜箔表面处理的粗化液，其特征在于，所述粗化液含有硫酸铜、浓硫酸、水、可溶性氟硅酸盐和可溶性硫钨酸盐，其中，基于所述粗化液的总量，所述粗化液中可溶性氟硅酸盐的含量为5-200mg/L，可溶性硫钨酸盐的含量为5-100mg/L。2.根据权利要求1所述的粗化液，其中，基于所述粗化液的总量，所述粗化液中可溶性氟硅酸盐的含量为20-150mg/L，可溶性硫钨酸盐的含量为10-70mg/L；优选地，所述可溶性氟硅酸盐选自六氟硅酸钠、六氟硅酸铵、六氟硅酸钾、六氟硅酸镁和六氟硅酸锌中的至少一种；优选地，所述可溶性硫钨酸盐选自硫代钨酸钠、硫代钨酸铵、硫代钨酸钾和硫代钨酸锂中的至少一种。3.根据权利要求1或2所述的粗化液，其中，基于所述粗化液的总量，所述粗化液中硫酸铜的含量为25-75g/L，优选为35-45g/L；优选地，基于所述粗化液的总量，所述粗化液中浓硫酸的含量为80-140g/L，优选为100-120g/L。4.一种铜箔表面处理的方法，其特征在于，该方法包括：将铜箔依次进行粗化处理、固化处理、钝化处理、涂覆处理和烘干处理；其中，所述粗化处理为将所述铜箔与权利要求1-3中任意一项所述的粗化液进行粗化。5.根据权利要求4所述的方法，其中，所述粗化处理的条件包括：温度为15-30℃，电流密度为5-50A/dm2，时间为3-10s；优选地，所述粗化处理之前，将所述铜箔与酸洗液接触进行酸洗处理；优选地，基于所述酸洗液的总量，所述酸洗液中酸的含量为1-20vol.％，优选为5-15vol.％。6.根据权利要求4或5所述的方法，其中，所述固化处理为将所述粗化处理后的铜箔与固化液进行固化，所述固化液含有硫酸铜和浓硫酸；优选地，基于所述固化液的总量，所述固化液中硫酸铜的含量为150-200g/L，优选为175-190g/L；优选地，基于所述固化液的...

【专利技术属性】
技术研发人员：唐云志，刘耀，樊小伟，谭育慧，
申请(专利权)人：江西理工大学，
类型：发明
国别省市：