電解銅箔銅基高分子材料復合鍍處理工藝的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種電解銅箔銅基高分子材料復合鍍處理工藝。該工藝利用原有銅箔后處理設備，增加輔助脈沖電源，具體步驟包括：步驟①：采用硫酸H2SO4進行酸洗活化，去除銅箔表面氧化物；步驟②：銅基復合鍍，在銅箔表面形成銅和高分子材料的復合鍍層，將極性高分子有機物均勻分布銅箔表面，并且極性端和銅鍍層結晶組織牢固融合，非極性端露出鍍層表面，從而能和樹脂等非金屬材料以化學鍵形式形成良好的結合力；步驟③：水洗，清洗銅箔表面殘留溶液，防止銅箔氧化并進入后續(xù)加工工序。本發(fā)明可以根據(jù)電子工業(yè)發(fā)展需求隨意調(diào)整銅箔表面的粗糙度，生產(chǎn)雙面光滑表面銅箔，滿足印制線路板精細線路、高Tg值、高橈性的發(fā)展趨勢。
【專利說明】電解銅箔銅基高分子材料復合鍍處理工藝
【技術領域】:
[0001 ] 本發(fā)明涉及電解銅箔生產(chǎn)加工工藝，特別涉及一種電解銅箔銅基高分子材料復合鍍處理工藝。
【背景技術】:
[0002]現(xiàn)有電解銅箔生產(chǎn)工藝，首先采用電沉積(電鍍)的方法將溶液中的銅離子沉積在金屬(鈦或不銹鋼)輥筒的表面，在輥筒不斷旋轉下連續(xù)沉積并將輥筒表面的銅膜剝離收卷，收好的銅箔卷經(jīng)過放卷裝置進入后處理機對銅箔表面鍍銅進行粗化處理和鍍其它金屬(鋅、鎳、鈷、組、銦、鉻等)防止表面常溫、高溫氧化，對銅箔表面的粗化處理主要是為了提高銅箔和非金屬材料的結合。
[0003]現(xiàn)有銅箔工藝主要缺點是:銅箔下游產(chǎn)品主要是覆銅板、線路板和鋰電池電極材料，都需要銅箔和樹脂等非金屬材料有良好的結合、粘結能力，為了實現(xiàn)銅箔和非金屬材料之間良好的結合能力(抗剝離強度)，現(xiàn)有銅箔工藝要求在銅箔的粗糙面形成微觀復雜的類山峰狀多突起表面，對生產(chǎn)工藝提出了極其嚴格的工藝參數(shù)要求，成品率受到較大制約，另一方面，下游產(chǎn)品向超薄、集成化、微型化發(fā)展，銅箔必須滿足超薄、低輪廓、低粗糙度、高橈性的要求，現(xiàn)有銅箔工藝在既要形成微觀粗糙面又要降低粗糙度之間找到合理的工藝平衡點，生產(chǎn)難度大幅提高，已越來越不能滿足電子工業(yè)發(fā)展需求。
【發(fā)明內(nèi)容】
:
[0004]鑒于上述現(xiàn)有技術之局限，本發(fā)明提供了一種電解銅箔銅基高分子材料復合鍍處理工藝。該工藝采用復合鍍的技術原理，其將銅和極性高分子有機物電沉積在銅箔表面，極性高分子有機物均勻分布在 銅箔表面并且極性端和銅箔結晶組織牢固融合，非極性端露出銅箔表面可以和樹脂等牢固粘合，既可以形成優(yōu)異的結合強度，又對銅箔表面無任何粗糙度要求，可以根據(jù)電子工業(yè)發(fā)展需求隨意調(diào)整銅箔表面的粗糙度，生產(chǎn)雙面光滑表面銅箔，滿足印制線路板精細線路、高Tg值、高橈性的發(fā)展趨勢。
[0005]本發(fā)明的具體技術方案如下:
[0006]電解銅箔銅基高分子材料復合鍍處理工藝，該工藝利用原有銅箔后處理設備，增加輔助脈沖電源，具體步驟包括:
[0007]步驟①:采用硫酸H2SO4進行酸洗活化，去除銅箔表面氧化物；
[0008]步驟②:銅基復合鍍，在銅箔表面形成銅和高分子材料的復合鍍層，將極性高分子有機物均勻分布銅箔表面，并且極性端和銅鍍層結晶組織牢固融合，非極性端露出鍍層表面，從而能和樹脂等非金屬材料以化學鍵形式形成良好的結合力；
[0009]步驟③:水洗，清洗銅箔表面殘留溶液，防止銅箔氧化并進入后續(xù)加工工序。
[0010]上述方案中，所述整個工藝的化學原理公式為:
[0011 ] Cu2++A+2H0>B = (Cu+A) +H20+l/202 ；
[0012]其中，A為極性高分子有機物，B為由銅基添加劑和絡合劑合成的多種成分添加劑。
[0013]上述方案中，所述極性高分子有機物采用直鏈烯烴(CnH2n)或帶羥基的直鏈烯烴(OH-CnH2n)或帶苯環(huán)的直鏈烯烴(C6H6-CnH2n)或分子量在100~10000之間的聚丙烯酰胺(-CH2-CH (CONH2) η-)
[0014]上述方案中，所述銅基添加劑采用硫脲(CH4N2S)或烷基二硫代胺基酸酯(-(CH3)Ch2S2NH2COOCH2CH3-)。
[0015]上述方案中，所述絡合劑采用乙二胺(NH2CH2CH2NH2)或乙二胺四乙酸(H2N-C (CH3COO) 2-C (CH3COO) 2-NH2)。
[0016]上述方案中，所述整個工藝實施過程中還包括以下條件參數(shù)設置:[0017]Cu2+ 濃度:10 ~60g/l
[0018]H2SO4 濃度:10 ~120g/l
[0019]A 濃度:0.1 ~10g/l
[0020]B 濃度:0.01 ~10g/l
[0021]溫度:15~65 °C
[0022]電流密度:30~3000A/m2
[0023]輔助脈沖電源:電流密度30~500A/m2，脈沖頻率3~50Hz
[0024]溶液流量:1~10m3/h
[0025]處理時間:5~30秒。
[0026]上述方案中，所述整個工藝實施過程中進一步包括以下條件參數(shù)設置:
[0027]Cu2+ 濃度:18 ~20g/l
[0028]H2SO4 濃度:50 ~55g/l
[0029]A 濃度:0.35g/l，3，5_ 二甲基-辛烯
[0030]B濃度:20mg/l，乙二胺；35mg/l，烷基二硫代胺基酸酯
[0031]溫度:27°C
[0032]電流密度:270A/m2
[0033]輔助脈沖電源:電流密度50A/m2，脈沖頻率20Hz，單向半波正脈沖
[0034]溶液流量:2m3/h
[0035]處理時間:25秒。
[0036]上述方案中，所述整個工藝實施過程中進一步包括以下條件參數(shù)設置:
[0037]Cu2+ 濃度:40 ~45g/l
[0038]H2SO4 濃度:80 ~90g/l
[0039]A濃度:0.7~0.8g/l，聚丙烯酰胺，分子量300~500
[0040]B濃度:20mg/l，乙二胺；35mg/l，烷基二硫代胺基酸酯
[0041]溫度:50~55°C
[0042]電流密度:750A/m2
[0043]輔助脈沖電源:電流密度ΙΟΟΑ/m2，脈沖頻率50Hz，正向全波、負向半波脈沖
[0044]溶液流量:5m3/h
[0045]處理時間:5秒。
[0046]本發(fā)明所述復合鍍處理工藝的有益效果如下:[0047]1、該工藝可以根據(jù)電子工業(yè)發(fā)展需求隨意調(diào)整銅箔表面的粗糙度，包括生產(chǎn)雙面光滑表面銅箔，生產(chǎn)厚度低于8 μ m的超薄銅箔，滿足印制線路板精細線路、高Tg值、高橈性發(fā)展趨勢，產(chǎn)品附加值高。
[0048]2、該工藝可以通過調(diào)節(jié)復合鍍工藝參數(shù)濃度、添加劑等，獲得任意值的、穩(wěn)定的銅箔的結合能力(抗剝離強度)，銅箔的結合能力(抗剝離強度)一致性好，產(chǎn)品良率較高。
[0049]3、該工藝減少了現(xiàn)有銅箔生產(chǎn)工藝環(huán)節(jié)，生產(chǎn)工藝易于控制，降低生產(chǎn)成本。
【具體實施方式】:
[0050]為了使本發(fā)明實現(xiàn)的技術手段、創(chuàng)作特征、達成目的與功效易于明白了解，下面結合實施例進一步來說明。
[0051]根據(jù)上述本發(fā)明方案可知，該電解銅箔銅基高分子材料復合鍍處理工藝原理的化學公式如下:
[0052]Cu2++A+2H0>B = (Cu+A)+H20+1/202
[0053]其中:Cu2+代表銅基，A代表極性高分子有機物，通?？梢詾橹辨溕俚闹辨溝N(CnH2n)、帶羥基的直鏈烯烴(OH-CnH2n)、帶苯環(huán)的直鏈烯烴(C6H6-CnH2n)或分子量在100~1000之間的聚丙烯酰胺(-CH2-CH(CONH2)n-)，其主要特點為分子鏈為直鏈支鏈較少，分子鏈一端為烯烴另一端為帶正電荷的極性端。B代表多種成分添加劑,主要包括由兩類成分，一類是銅基添加劑，主要用于鍍層晶粒細化和整平，同時提高極性高分子在溶液中分散能力以及和銅離子親和能力，例如，硫脲、烷基二硫代胺基酸酯等。另一類是絡合劑，用于控制電鍍過程極性高分子均勻沉積在銅箔表面，如乙二胺、乙二胺四乙酸。
[0054]整個工藝化學反應過程中的條件通?？梢栽O置如下:`[0055]Cu2+ 濃度:10 ~60g/l
[0056]H2SO4 濃度:10 ~120g/l
[0057]A 濃度:0.1 ~10g/l
[0058]B 濃度:0.01 ~10g/l
[0059]溫度:15~65 °C
[0060]電流密度:30~3000A/m2
[0061 ] 輔助脈沖電源:電流密度30~500A/m2，脈沖頻率3~50Hz
[0062]溶液流量:1~10m3/h
[0063]處理時間:5~30秒。
[0064]當然，在整個工藝流程不變的情況下，根據(jù)實際要求，可以實現(xiàn)多個這樣的電解銅箔銅基高分子材料復合鍍處理工藝，以下通過列舉兩個不同實施例的反應條件參數(shù)來來具體說明。
[0065]實施例1:
[0066]Cu2+ 濃度:18 ~20g/l
[0067]H2SO4 濃度:50 ~55g/l
[0068]A 濃度:0.35g/l，3，5_ 二甲基-辛烯
[0069]B濃度:20mg/l，乙二胺；35mg/l，烷基二硫代胺基酸酯
[0070]溫度:27°C[0071]電流密度:270A/m2
[0072]輔助脈沖電源:電流密度50A/m2，脈沖頻率20Hz，單向半波正脈沖
[0073]溶液流量:2m3/h
[0074]處理時間:25秒
[0075]本實施例根據(jù)上述設置，整個工藝處理時間長，電流密度小，鍍層結晶細致，有機物和銅箔之間可以獲得較好的附著力，而且微調(diào)A或B濃度和成分，可以根據(jù)用戶需求準確控制銅箔的抗剝離強度和銅箔光面粗糙度。
[0076]實施例2:
[0077]Cu2+ 濃度:40 ~45g/l
[0078]H2SO4 濃度:80 ~90g/l
[0079]A濃度:0.7~0.8g/l，聚丙烯酰胺，分子量300~500
[0080]B濃度:20mg/l，乙二胺；35mg/l，烷基二硫代胺基酸酯
[0081]溫度:50~55°C
[0082]電流密度:750A/m2 [0083]輔助脈沖電源:電流密度100A/m2，脈沖頻率50Hz，正向全波、負向半波脈沖
[0084]溶液流量:5m3/h
[0085]處理時間:5秒
[0086]本實施例，根據(jù)上述設置，整個工藝處理時間短速度快，既能獲得理想鍍層又能滿足銅箔實際生產(chǎn)需求。
[0087]以上顯示和描述了本發(fā)明的基本原理和主要特征和本發(fā)明的優(yōu)點。本行業(yè)的技術人員應該了解，本發(fā)明不受上述實施例的限制，上述實施例和說明書中描述的只是說明本發(fā)明的原理，在不脫離本發(fā)明精神和范圍的前提下，本發(fā)明還會有各種變化和改進，這些變化和改進都落入要求保護的本發(fā)明范圍內(nèi)。本發(fā)明要求保護范圍由所附的權利要求書及其等效物界定。
【權利要求】
1.電解銅箔銅基高分子材料復合鍍處理工藝，該工藝利用原有銅箔后處理設備，增加輔助脈沖電源，具體步驟包括: 步驟①:采用硫酸H2SO4進行酸洗活化，去除銅箔表面氧化物； 步驟②:銅基復合鍍，在銅箔表面形成銅和高分子材料的復合鍍層，將極性高分子有機物均勻分布銅箔表面，并且極性端和銅鍍層結晶組織牢固融合，非極性端露出鍍層表面，從而能和樹脂等非金屬材料以化學鍵形式形成良好的結合力； 步驟③:水洗，清洗銅箔表面殘留溶液，防止銅箔氧化并進入后續(xù)加工工序。
2.根據(jù)權利要求1的電解銅箔銅基高分子材料復合鍍處理工藝，其特征在于，所述整個工藝的化學原理公式為:
Cu2++A+2H0>B = (Cu+A)+H20+1/202 ； 其中，A為極性高分子有機物，B為由銅基添加劑和絡合劑合成的多種成分添加劑。
3.根據(jù)權利要求2的電解銅箔銅基高分子材料復合鍍處理工藝，其特征在于，所述極性高分子有機物采用直鏈烯烴或帶羥基的直鏈烯烴或帶苯環(huán)的直鏈烯烴或分子量在100~1000之間的聚丙烯酰胺。
4.根據(jù)權利要求2的電解銅箔銅基高分子材料復合鍍處理工藝，其特征在于，所述銅基添加劑采用硫脲或烷基二硫代胺基酸酯。
5.根據(jù)權利要求2的電解銅箔銅基高分子材料復合鍍處理工藝，其特征在于，所述絡合劑采用乙二胺或乙二胺四乙酸。
6.根據(jù)權利要求2的電解銅箔銅基高分子材料復合鍍處理工藝，其特征在于，所述整個工藝實施過 程中還包括以下條件參數(shù)設置: Cu2+濃度:10 ~60g/l H2SO4 濃度:10 ~120g/l A 濃度:0.1 ~10g/l B 濃度:0.01 ~10g/l 溫度:15~65°C 電流密度:30~3000A/m2 輔助脈沖電源:電流密度30~500A/m2，脈沖頻率3~50Hz 溶液流量:1~IOmVh處理時間:5~30秒。
7.根據(jù)權利要求6的電解銅箔銅基高分子材料復合鍍處理工藝，其特征在于，所述整個工藝實施過程中進一步包括以下條件參數(shù)設置: Cu2+濃度:18 ~20g/l H2SO4 濃度:50 ~55g/l A濃度:0.35g/l，3，5-二甲基-辛烯 B濃度:20mg/l，乙二胺；35mg/l，烷基二硫代胺基酸酯 溫度:27°C 電流密度:270A/m2 輔助脈沖電源:電流密度50A/m2，脈沖頻率20Hz，單向半波正脈沖 溶液流量:2m3/h 處理時間:25秒。
8.根據(jù)權利要求6的電解銅箔銅基高分子材料復合鍍處理工藝，其特征在于，所述整個工藝實施過程中進一步包括以下條件參數(shù)設置: Cu2+濃度:40 ~45g/l H2SO4 濃度:80 ~90g/l A濃度:0.7~0.8g/l，聚丙烯酰胺，分子量300~500 B濃度:20mg/l，乙二胺；35mg/l，烷基二硫代胺基酸酯 溫度:50~55 °C 電流密度:750A/m2 輔助脈沖電源:電流密度ΙΟΟΑ/m2，脈沖頻率50Hz，正向全波、負向半波脈沖 溶液流量:5m3/h 處理時間:5秒。`
【文檔編號】C25D9/02GK103866366SQ201410091370
【公開日】2014年6月18日 申請日期:2014年3月13日 優(yōu)先權日:2014年3月13日
【發(fā)明者】潘勤峰 申請人:江蘇銘豐電子材料科技有限公司