一种电解铜箔表面处理方法技术

本发明专利技术涉及一种电解铜箔表面处理方法，包括：(1)使用脉冲电源对电解生箔的光面进行电化学抛光预处理；(2)通过整平剂辅助的直流电化学沉积形成粗化打底层，得到具有粗化打底层的电解铜箔；(3)通过添加剂辅助的脉冲电化学沉积在粗化打底层表面形成第二粗化层；(4)最后依次通过电化学沉积在电解铜箔的处理面和非处理面电沉积阻挡层和防氧化层，涂覆硅烷偶联剂得到成品箔；其中，在所述第二粗化层表面形成有粗化颗粒。本发明专利技术方法在处理面形成的粗化颗粒，显著增大了电解铜箔处理面的比表面积，在增强机械结合作用的同时也提升了化学结合作用。合作用。合作用。

【技术实现步骤摘要】
一种电解铜箔表面处理方法


[0001]本专利技术属于印制电路板领域，特别涉及一种电解铜箔表面处理方法。

技术介绍

[0002]信息技术与材料技术、能源技术被称为21世纪的三大支柱技术。印制电路板(Printed circuit board,PCB)是信息产业中不可或缺的关键硬件，被广泛应用于从便携式电子设备到新能源汽车等日常生活的各个领域。作为PCB的核心原料之一，电子电路铜箔在PCB的功能实现过程中发挥着重要作用。根据生产方式的不同，电子电路铜箔可以划分为压延铜箔和电解铜箔。压延铜箔具备优异的耐弯折性能，多应用于柔性线路板。受加工成本的限制，压延铜箔的产能不能完全满足PCB行业的需求。电解铜箔通过电化学反应将Cu
2+
离子转变为铜单质，可以显著降低电子电路铜箔的生产成本。
[0003]近年来，以高速服务器和5G通讯为代表的先进电子信息技术逐渐普及有效推动了PCB行业的快速发展。薄型化和高度集成化逐渐成为高频高速PCB发展的主流趋势。随着PCB板材介质层厚度的降低以及玻璃化转变温度的提升，高频高速PCB对电子电路铜箔提出了更高的要求。
[0004]信号在PCB的传输过程中存在如公式1
‑
1所示的4种类型的损耗。
[0005]α
T
＝α
c
+α
D
+α
R
+α
L
ꢀꢀꢀ
(公式1
‑
1)
[0006]其中，α
T
为传输损失，α
C
为导体损失，α
D
为介电损失，α
R
为辐射损失，α
L
为泄露损失。一般情况下，信号在PCB中的传输损失主要受导体损失α
C
和介电损失α
D
的影响。导体损失α
C
与铜箔的粗糙度Rz有关，而介电损失α
D
则与信号的频率f，介电常数D
k
和介电损耗因子D
f
值密切相关。对于高速PCB产品而言，信号的传输损失是一项重要指标。由于信号在PCB的传输过程中导体损失α
C
与铜箔粗糙度Rz相关。因此，降低铜箔处理面的粗糙度Rz对于降低PCB的信号传输损失，改善高速PCB的信号传输性能，提高PCB产品的信号完整性起着举足轻重的作用。随着信号频率f的逐渐增大，信号传输线路中的趋肤效应也相应逐渐增大，更大比例的电流将集中在信号传输线路的表层或近表层区域传导。信号传输过程中趋肤深度(δ
s
)受到线路磁导率(μ)、电导率(σ)和信号频率(f)的影响。趋肤深度(δ
s
)与各影响因素之间的相互关系如公式1
‑
2所示。
[0007][0008]对于以铜为信号传输载体的PCB而言，趋肤深度(δ
s
)主要受信号频率(f)的影响。由公式1
‑
2可知，信号频率f越高，趋肤深度δ
s
越小，电流越集中在线路的表层区域。温度为20℃，频率为1GHz时，铜的趋肤深度δ
s
为2.09μm；当信号频率f达到10GHz时，铜的趋肤深度δ
s
仅仅只有0.66μm。普通铜箔的粗糙度约在5.0μm左右，5G信号基本是在铜箔粗糙层中传输。电流在线路中的不均匀分布会引起电阻增大，电阻的增大会导致铜箔中传输的高频信号以热能形式散失比例升高，最终导致信号出现较为严重的衰减。因此，为了保证信号传输的完整性，必须尽可能降低趋肤效应对信号传输造成的不利影响。综上所述，对信号传输损耗敏感的高速高频PCB都要求电子电路铜箔具备较低的粗糙度Rz。
[0009]与传统的PCB生产方式相同，高速高频PCB以覆铜板(CCL)为原料，进行加工和处理。CCL由半固化片和铜箔通过叠层热压而成，热压合过程中半固化片发生玻璃化转变，并与铜箔之间发生物理
‑
化学反应，最终形成相互结合的整体。电解铜箔与树脂基材之间的结合强度直接决定了CCL的可加工性和PCB产品的可靠性。为了增强铜箔与树脂基材之间的结合强度，通常需要对电解铜箔进行粗化处理。通过提高铜箔的粗糙度来提升铜箔与树脂基材之间的机械锚定做用，从而提升两种材料之间结合强度。因此，铜箔粗化处理的效果对于下游产品的可加工性和可靠性起着举足轻重的作用。电解铜箔的生箔毛面多为起伏的山峰状微观形貌，具有一定的粗糙度，且明显高于光面的粗糙度。传统的电解铜箔大多选择在铜箔的毛面进行表面处理，以充分利用电解铜箔毛面的粗糙度。然而高速高频PCB要求在保证充足的抗剥离前提下，尽可能降低铜箔的粗糙度。因此，以电解生箔光面为处理面进行表面处理的表面处理技术应运而生。由于电解铜箔的光面粗糙度很低，在光面进行表面处理后得到的反转处理电解铜箔(Reverse Treated Foil,RTF)也具备较低的粗糙度。
[0010]传统铜箔的生产过程中一般不引入微细粗糙化的添加剂，因此普遍存在粗化颗粒尺寸大、轮廓度高的问题。粗化颗粒的尺寸会直接影响下游的加工效率：粗化颗粒尺寸越大蚀刻需要的时间会相应延长。由于颗粒尺寸偏大，线路加工蚀刻后铜残留的风险也相应增加。虽然较高的粗糙度可以保证优异的抗剥离性能，但是高粗糙度下趋肤效应对信号传输的不利影响也不可忽略。此外，终端应用轻薄化发展趋势的逐渐普及也对PCB板材的薄型化提出了新的更高的要求。随着薄型化板材介质层厚度的降低，相应地要求铜箔处理面在满足充分的结合强度的前提下粗糙度尽可能低。

技术实现思路

[0011]本专利技术所要解决的技术问题是提供一种电解铜箔表面处理方法，该方法在处理面形成的粗化颗粒，显著增大了电解铜箔处理面的比表面积，在增强机械结合作用的同时也提升了化学结合作用。
[0012]本专利技术提供了一种电解铜箔表面处理方法，包括：
[0013](1)使用脉冲电源对电解生箔的光面进行电化学抛光预处理；
[0014](2)通过整平剂辅助的直流电化学沉积形成粗化打底层，得到具有粗化打底层的电解铜箔；
[0015](3)通过添加剂辅助的脉冲电化学沉积在粗化打底层表面形成第二粗化层；
[0016](4)最后依次通过电化学沉积在电解铜箔的处理面和非处理面电沉积阻挡层和防氧化层，涂覆硅烷偶联剂得到成品箔；
[0017]其中，在所述第二粗化层表面形成有粗化颗粒。
[0018]所述步骤(1)中的电化学抛光预处理采用H2SO4和H2O2。
[0019]所述步骤(1)中的电化学抛光参数为：占空比25
‑
50％，脉冲频率2000Hz，平均电流密度2.5
‑
7.5A/dm2。
[0020]所述步骤(2)中的整平剂为PEG
‑
2000、PEG
‑
1000、PEG
‑
4000、明胶、胶原蛋白、羟乙基纤维素中的一种或几种，添加量为5
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种电解铜箔表面处理方法，包括：(1)使用脉冲电源对电解生箔的光面进行电化学抛光预处理；(2)通过整平剂辅助的直流电化学沉积形成粗化打底层，得到具有粗化打底层的电解铜箔；(3)通过添加剂辅助的脉冲电化学沉积在粗化打底层表面形成第二粗化层；(4)最后依次通过电化学沉积在电解铜箔的处理面和非处理面电沉积阻挡层和防氧化层，涂覆硅烷偶联剂得到成品箔；其中，在所述第二粗化层表面形成有粗化颗粒。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述步骤(1)中的电化学抛光预处理采用H2SO4和H2O2；电化学抛光参数为：占空比25
‑
50％，脉冲频率2000Hz，平均电流密度2.5
‑
7.5A/dm2。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述步骤(2)中的整平剂为PEG
‑
2000、PEG
‑
1000、PEG
‑
4000、明胶、胶原蛋白、羟乙基纤维素中的一种或几种，添加量为5
‑

【专利技术属性】
技术研发人员：张杰，杨红光，金荣涛，罗利民，庞志君，
申请(专利权)人：九江德福科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：