專(zhuān)利名稱(chēng)：用于印刷電路板的銅箔的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般是關(guān)于一種粗加工的銅箔，該銅箔層壓在印刷電路板上以形成各種網(wǎng)狀線路，尤其是關(guān)于一種用于印刷電路板的銅箔的制備方法，所述銅箔的特征在于增加了該銅箔的表面積，從而增強(qiáng)銅箔與樹(shù)脂之間的粘合強(qiáng)度和電性能。
背景技術(shù)：
通常，印刷電路板是一種用于電裝置或電子通訊設(shè)備的精細(xì)控制電路的電子元件，它是這樣制作的在絕緣基板如合成樹(shù)脂的任何一面或者兩面上，通過(guò)銅箔布設(shè)網(wǎng)狀線路，將集成電路(IC)或者電子零件放在基板上，然后將它們電連接，最后用絕緣材料涂覆。
進(jìn)一步地，多層印刷電路板是通過(guò)以下步驟得到的在高溫高壓條件下將銅箔層壓在絕緣基板上，絲網(wǎng)印刷電路圖，并且用商業(yè)上的銅蝕刻溶液蝕刻銅箔以形成網(wǎng)狀線路，然后在上面設(shè)置半導(dǎo)體裝置等。
這樣，用于印刷電路板的銅箔通過(guò)形成由多個(gè)凸起形式的電沉積物組成的粗糙表面層，具有最大的表面積。從而，銅箔和絕緣基板之間的粘合強(qiáng)度甚至可以在高溫加熱、濕處理、焊接、化學(xué)處理等過(guò)程中充分保持。
根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)，參照?qǐng)D1和圖2所示，在銅箔上形成的凸起11上形成銅電沉積物12作為增加銅箔粘合強(qiáng)度的手段。另一方面，如果在銅箔上沒(méi)有錐形凸起11，由銅電沉積物12組成的粗加工表面層可以在銅箔的平滑表面上形成。
然而，當(dāng)用電解銅槽形成由銅箔的凸起11上的銅電沉積物12組成的粗加工表面層時(shí)，如圖2所示，所述銅電沉積物12沿著凸起11的頂點(diǎn)和底部大范圍地形成。因此，銅箔和樹(shù)脂基板之間的粘附表面變小，這樣，由于與絕緣基板的粘合強(qiáng)度低，銅箔可能從樹(shù)脂基板分離。
為了在銅箔的凸起11上形成銅電沉積物12，日本特許公告昭54-38053和53-39327公開(kāi)了在幾乎有限的電流密度下通過(guò)使用含有元素周期表第六副族元素如砷、銻、鉍、硒等的電解槽的電解技術(shù)。
然而，當(dāng)電解槽中含有砷時(shí)，得到的銅電沉積物包括預(yù)定量的砷。這樣，一旦這種銅箔再被使用和進(jìn)行其他處理時(shí)或者用含砷蝕刻溶液處理時(shí)，砷會(huì)負(fù)面影響環(huán)境和人類(lèi)。
此外，為了在銅箔的凸起11上形成銅電沉積物12，日本特許公告昭56-411196公開(kāi)了使用含有非常少量苯并喹啉的槽的方法，日本特許公告昭62-56677公開(kāi)了使用含有選自鉬、釩及其混合物的任何一種的槽的方法。而且，在日本公開(kāi)特許公報(bào)特開(kāi)平6-169169和8-236930中公開(kāi)了使用含有選自鉻、鎢及其混合物的任何一種的槽的方法。還有，日本公開(kāi)特許公報(bào)特開(kāi)昭63-017597和58-164797公開(kāi)了一種使用釩、鋅、鐵、鎳、鈷、鉻等的脈沖電鍍方法。
這些方法是有利的，因?yàn)樗褂玫牟鄄缓兄T如砷的有毒成分，對(duì)環(huán)境和人類(lèi)沒(méi)有負(fù)面影響。
然而，由于銅電沉積物12不僅在銅箔的凸起11的頂部上形成而且銅箔的凸起11的底部上廣泛地形成，因此這些方法存在銅箔與絕緣基板的粘合強(qiáng)度低的問(wèn)題。因此，銅電沉積物12可能容易從基板上分離。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的完成一直謹(jǐn)記現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述問(wèn)題，本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種用于印刷電路板的銅箔的制備方法，其優(yōu)點(diǎn)在于增加了銅箔的表面積，從而增強(qiáng)了銅箔與絕緣基板的粘合強(qiáng)度以及印刷電路板的電性能。
為了完成以上目的，本發(fā)明提供了一種用于印刷電路板的銅箔的制備方法，該方法包括將設(shè)置在陰極的銅箔以臨界電流密度在酸電解槽中進(jìn)行電解，以在銅箔的凸起或者平滑表面上形成含有銅電沉積物的粗糙表面層，其中，該方法還包括將分子量為2000或更高的含鎢無(wú)機(jī)聚陰離子、或者分子量為2000或更高的含鎢和磷的無(wú)機(jī)聚陰離子、或者分子量為2000或更高的含鎢和硅的無(wú)機(jī)聚陰離子添加至電解槽的電鍍液中。


本發(fā)明的上述和其他目的、特征和其他優(yōu)點(diǎn)將會(huì)參照附圖通過(guò)下面的詳細(xì)描述而被清楚地理解。
圖1是顯示根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的銅箔的凸起的電子顯微圖；圖2是顯示圖1的銅箔的凸起上的銅電沉積物的電子顯微圖；和圖3是顯示在根據(jù)本發(fā)明的銅箔的凸起上的銅電沉積物的電子顯微圖。
具體實(shí)施例方式
對(duì)附圖進(jìn)行標(biāo)記，其中相同的附圖標(biāo)記在不同的附圖中表示相同或者類(lèi)似的成分。
圖3是顯示在根據(jù)本發(fā)明的銅箔的凸起上的銅電沉積物的電子顯微圖。關(guān)于本發(fā)明的用于印刷電路板的銅箔的制備方法，該方法包括將設(shè)置在陰極的銅箔以臨界電流密度在酸電解槽中進(jìn)行電解，從而在銅箔的凸起11或者平滑表面上形成含有銅電沉積物12的粗糙表面層。這時(shí)，還包括將分子量為2000或更高的含鎢無(wú)機(jī)聚陰離子、或者分子量為2000或更高的含鎢和磷的無(wú)機(jī)聚陰離子或者分子量為2000或更高的含鎢和硅的無(wú)機(jī)聚陰離子添加至電解槽的電鍍液中。
下面表1中給出了酸電解槽的電鍍液的成分和電鍍條件，其中，使用分子量為2000或者更高的對(duì)環(huán)境無(wú)害的無(wú)機(jī)聚陰離子，代替現(xiàn)有技術(shù)中添加至電解液中的砷。
表1電解液組成和電鍍條件

通過(guò)使用進(jìn)一步含有無(wú)機(jī)聚陰離子的酸電解槽形成粗糙的表面層，從而在銅箔的凸起11上形成銅電沉積物12，由此防止了晶核的產(chǎn)生和枝狀晶體結(jié)構(gòu)的生長(zhǎng)。因此，如圖3所示，形成圓形的銅電沉積物12。
在這些情況下，無(wú)機(jī)聚陰離子的供給源例如為仲鎢酸、偏鎢酸、12-磷鎢酸、12-鎢鉬酸、或者它們的鈉鹽或者銨鹽。無(wú)機(jī)聚陰離子以0.001-5克/升的濃度，優(yōu)選以0.01-2克/升的濃度添加至銅電解槽的電鍍液中。
此外，本發(fā)明的方法不僅可以應(yīng)用于具有凸起11的銅箔上，而且也可以應(yīng)用于不具有凸起11的銅箔上，例如電解銅箔或者滾壓的銅箔。
通過(guò)下面的用于闡述而不是用于限制本發(fā)明的實(shí)施例和比較例可以對(duì)本發(fā)明獲得更好的理解。
實(shí)施例1在含有100克/升五水硫酸銅、200克/升硫酸和0.001-5克/升偏鎢酸鈉的30℃的水溶液的酸性鍍槽中，將厚度為35微米的待附著的銅箔的表面以20安/平方分米的電流密度電鍍6秒。然后，電鍍過(guò)程以20安/平方分米的電流密度在含有50克/升銅離子和100克/升硫酸的45℃電解液中再進(jìn)行10秒。
將得到的銅箔層壓在環(huán)氧樹(shù)脂上(未示出)以制作鍍銅的薄片，然后使用UTM(萬(wàn)能材料試驗(yàn)機(jī))測(cè)量銅箔與樹(shù)脂之間的粘合強(qiáng)度。此外，用光學(xué)顯微鏡觀察蝕刻后的樹(shù)脂表面以確認(rèn)是否產(chǎn)生了銅屑。后面在表2中將給出結(jié)果。
10次測(cè)量后銅箔和樹(shù)脂之間的粘合強(qiáng)度的平均值約為2.25千克力/厘米，這被認(rèn)為是非常高的。而且沒(méi)有銅屑。這樣，所得到的銅電沉積物具有非常高的電沉淀效率。
也就是說(shuō)，從圖3可以明顯地發(fā)現(xiàn)，層壓在樹(shù)脂基板上的銅箔的粘合強(qiáng)度可以增加，由于具有統(tǒng)一尺寸的銅電沉積物12主要在銅箔的凸起11的頂點(diǎn)部分形成，與圖2相比，銅箔與環(huán)氧樹(shù)脂之間的粘附區(qū)域大大增加了。
進(jìn)一步地，添加低于0.001克/升的偏鎢酸鈉至酸電解銅槽中時(shí)，粘合強(qiáng)度沒(méi)有增加，而且蝕刻后產(chǎn)生銅屑。然而，如果使用偏鎢酸鈉的濃度超過(guò)5.0克/升，經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)會(huì)變高。
實(shí)施例2在含有100克/升的五水硫酸銅、200克/升硫酸和0.001-5克/升的12-硅鎢酸的30℃的水溶液的酸性鍍槽中，將厚度為35微米的待附著的銅箔的表面以20安/平方分米的電流密度電鍍6秒。然后，電鍍過(guò)程以20安/平方分米的電流密度在含有50克/升的銅離子和100克/升的硫酸的45℃電解液中再進(jìn)行10秒。
將得到的銅箔層壓在環(huán)氧樹(shù)脂上以制作鍍銅的薄片，然后使用UTM測(cè)量銅箔與樹(shù)脂之間的粘合強(qiáng)度。此外，用光學(xué)顯微鏡觀察蝕刻銅箔后的樹(shù)脂表面以確認(rèn)是否有銅屑產(chǎn)生。后面在表2中將給出結(jié)果。
10次測(cè)量后銅箔和樹(shù)脂之間的粘合強(qiáng)度的平均值為約2.20千克力/厘米，這被認(rèn)為是非常高的。而且沒(méi)有觀察到銅屑。這樣，發(fā)現(xiàn)銅電沉積物的電沉淀效率很高。
也就是說(shuō)，可以發(fā)現(xiàn)層壓在樹(shù)脂基板上的銅箔的粘合強(qiáng)度可以增加，通過(guò)在銅箔的凸起11的頂點(diǎn)部分均一形成比實(shí)施例1稍微小尺寸的銅電沉積物12，與圖2進(jìn)行比較，銅箔與環(huán)氧樹(shù)脂之間的粘附區(qū)域大大增加了。
進(jìn)一步地，當(dāng)?shù)陀?.001克/升濃度的12-硅鎢酸添加至酸電解銅槽時(shí)，粘合強(qiáng)度沒(méi)有增加，而且蝕刻后產(chǎn)生銅屑。另一方面，當(dāng)使用的12-硅鎢酸的濃度超過(guò)5.0克/升，經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)會(huì)變高。
比較例1在含有100克/升的五水硫酸銅和200克/升硫酸并且沒(méi)有添加劑的30℃水溶液的電解槽中，將厚度為35微米的待附著的銅箔的表面以20安/平方分米的電流密度進(jìn)行電鍍6秒。然后，電鍍過(guò)程以20安/平方分米的電流密度、在含有50克/升的銅離子和100克/升的硫酸的45℃電解液再進(jìn)行10秒。
將得到的銅箔層壓在環(huán)氧樹(shù)脂上以獲得鍍銅的薄片，然后使用UTM測(cè)量銅箔與樹(shù)脂之間的粘合強(qiáng)度。而且，用光學(xué)顯微鏡觀察蝕刻后的樹(shù)脂表面以確認(rèn)是否有銅屑產(chǎn)生。后面在表2中將給出結(jié)果。
10次測(cè)量后銅箔和樹(shù)脂之間的粘合強(qiáng)度的平均值為約1.93千克力/厘米，該結(jié)果與實(shí)施例1和實(shí)施例2相比顯著降低。進(jìn)一步地，銅箔的凸起上的銅電沉積物沒(méi)有形成圓形而是針形。因此，明顯地，銅屑的產(chǎn)生導(dǎo)致了電沉淀效率的降低。
比較例2在含有100克/升五水硫酸銅、200克/升硫酸和3克/升砷酸的30℃水溶液的電解槽中，將厚度為35微米的待附著的銅箔的表面以20安/平方分米的電流密度進(jìn)行電鍍6秒。然后，電鍍過(guò)程以20安/平方分米的電流密度、在含有50克/升的銅離子和100克/升的硫酸的45℃電解液再進(jìn)行10秒。
將得到的銅箔層壓在環(huán)氧樹(shù)脂上以獲得鍍銅的薄片。隨后，使用UTM測(cè)量銅箔與銅箔層基板的樹(shù)脂之間的粘合強(qiáng)度。而且，用光學(xué)顯微鏡觀察蝕刻后的樹(shù)脂表面以確認(rèn)是否有銅屑產(chǎn)生。下面在表2中將給出結(jié)果。
10次測(cè)量后銅箔和樹(shù)脂之間的粘合強(qiáng)度的平均值為約2.21千克力/厘米，該結(jié)果與實(shí)施例1和實(shí)施例2類(lèi)似。
盡管由于沒(méi)有銅屑，銅電沉積物具有更好的電沉淀效率，但是其中含有約100ppm的砷負(fù)面影響了環(huán)境和人類(lèi)。
因此，將分子量為2000或者更高的無(wú)機(jī)聚陰離子進(jìn)一步添加至酸電解槽，從而形成由銅電沉積物組成的粗糙的表面層。這時(shí)，如圖3所示，由于在銅箔上形成的銅電沉積物12是圓形的，銅箔的表面積相對(duì)增加了。
表2銅箔的性能

如上所述，本發(fā)明提供了一種用于印刷電路板的銅箔的制備方法，其特征在于在銅箔上形成圓形的由銅電沉積物組成的粗糙表面層，從而銅箔的接觸面積相對(duì)變大。這樣，可以增強(qiáng)銅箔與絕緣基板的粘合強(qiáng)度和耐熱性能。而且，銅箔與樹(shù)脂基板之間的粘合強(qiáng)度恒久保持，因此，在使得銅屑最小化的同時(shí)增加了電性能和耐酸性能。
盡管本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式出于闡述的目的已經(jīng)公開(kāi)，但是本領(lǐng)域的技術(shù)人員知道在不背離本發(fā)明權(quán)利要求所公開(kāi)的范圍和精神的情況下各種修改、增加和替代都是有可能的。
權(quán)利要求
1.一種用于印刷電路板的銅箔的制備方法，該方法包括將設(shè)置在陰極的銅箔以臨界電流密度在酸電解槽中進(jìn)行電解，以在銅箔的凸起上或者平滑表面上形成含有銅電沉積物的粗糙表面層，其中，該方法還包括將分子量為2000或更高的含鎢無(wú)機(jī)聚陰離子添加至電解槽的電鍍液中。
2.一種用于印刷電路板的銅箔的制備方法，該方法包括將設(shè)置在陰極的銅箔以臨界電流密度在酸電解槽中進(jìn)行電解，以在銅箔的凸起上或者平滑表面上形成含有銅電沉積物的粗糙表面層，其中，該方法還包括將分子量為2000或更高的含鎢和磷的無(wú)機(jī)聚陰離子添加至電解槽的電鍍液中。
3.一種用于印刷電路板的銅箔的制備方法，該方法包括將設(shè)置在陰極的銅箔以臨界電流密度在酸電解槽中進(jìn)行電解，以在銅箔的凸起上或者平滑表面上形成含有銅電沉積物的粗糙表面層，其中，該方法還包括將分子量為2000或更高的含鎢和硅的無(wú)機(jī)聚陰離子添加至電解槽的電鍍液中。
4.根據(jù)權(quán)利要求1-3中任意一項(xiàng)所述的方法，其中，所述無(wú)機(jī)聚陰離子以0.001-5克/升的濃度添加至電鍍液中。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其中，所述無(wú)機(jī)聚陰離子包括電解質(zhì)，該電解質(zhì)含有選自由釩、鋅、鐵、鎳、鈷和鉻所組成的組中的至少一種。
全文摘要
公開(kāi)了一種層疊在印刷電路板上用于各種網(wǎng)狀線路中的銅箔的制備方法。本發(fā)明的方法包括將設(shè)置在陰極的銅箔以臨界電流密度在酸電解槽中進(jìn)行電解，以在銅箔的凸起(11)或者平滑表面上形成含有銅電沉積物(12)的粗糙表面層。在上述情況下，該方法還包括將分子量為2000或更高的無(wú)機(jī)聚陰離子添加至電解槽的電鍍液中，從而增加銅箔的接觸表面，這樣，銅箔與樹(shù)脂之間增加的粘合強(qiáng)度恒久保持，因此，在使得銅屑最小化的同時(shí)增加了電性能和耐酸性能。
文檔編號(hào)C25D1/04GK1795704SQ200480014577
公開(kāi)日2006年6月28日 申請(qǐng)日期2004年4月16日 優(yōu)先權(quán)日2003年5月29日
發(fā)明者金相范, 鄭承亮 申請(qǐng)人:日進(jìn)素材產(chǎn)業(yè)株式會(huì)社