铜箔表面处理技术

铜箔表面处理技术

发布日期: 2006-12-30 阅读: 3058 字体:大中小双击鼠标滚屏

表面处理是铜箔生产的一个重要环节，它包括对铜箔进行粗化层处理、耐热层处理及防氧化层处理等。其中前二者是在原箔毛面上进行的，而防氧化层处理则是在原箔两面上进行，三个方面处理则在同一台表面处理机上分步骤连续完成。

1．表面处理一般工艺过程

目前国内外各铜箔生产企业所采用的铜箔表面处理工艺区别相当大，工艺流程不同，工艺参数也不同，但是应该说都包含粗化、耐热、防氧化三种处理。一般来说，铜箔表面处理的工艺过程可以归纳为：

2．预处理

预处理是指对原箔表面进行的清洗，去除氧化及对表面进行浸蚀的过程，原箔在制箔机生产后有较短的存放过程，表面很容易产生氧化层，这是在进行粗化处理前必须去除的。另外,某些处理（如对原箔光面进行粗化处理）前，须要对其表面进行必要的浸蚀处理。这些都需要对原箔进行预处理，预处理一般采用硫酸、双氧水等水溶液或其混合水溶液。

3．粗化层处理

为使铜箔与基材之间具有更强的结合力，需要对原箔的毛面（与基材结合面）进行粗化层处理，它包括粗化和固化两个过程。在粗化层处理过程中，需要使电解液控制较低的含铜量及较高的含酸量，通过电解作用，在铜箔毛面（阴极）发生铜沉积，在表面形成牢固的粒状和树枝状结晶并且有较高展开度的粗糙面，达到高比表面积，这就加强了树脂（基材上的树脂或铜箔粘合剂树脂）渗入的附着嵌合力，还可增加铜与树脂的化学亲和力。

一般的粗化处理都采用酸性电解工艺方式，即原箔为阴极，在硫酸铜的电解液中进行几次电沉积,通过控制不同的工艺条件（电解液浓度不同，电流密度不同）来对铜箔表面进行粗化及固化处理，使铜箔表面生产松散的瘤体，然后进行固化，使粗化瘤体被正常的铜镀层所包围及加固，使粗化层与铜箔基体结合牢固，形成最终的粗化层。

对于电解铜箔来说，铜箔厚度不同以及使用用途的不同，均要求铜箔表面粗化层也不同，有的需要高峰值粗化层，有的需要低峰值粗化层，这就要求铜箔生产过程需要采用不同工艺条件的表面粗化工艺来实现。

4．耐热层处理

耐热层处理的主要目的是为了提高铜箔压制覆铜板及多层板后的耐热性及高温抗剥强度。这是因为电路板在整机元器件装配焊接时，由于受到高温影响，其树脂中的固化剂双氰胺容易裂解产生胺类物，它与裸铜表面相接触，将发生反应而可能出现水分，进而汽化，引起气泡产生，使铜箔与基板分离。

铜箔的耐热层处理一般采用电镀其他金属的办法，也就是在铜箔粗化层面上再镀一层其他金属，使铜表面不与基材直接接触，避免问题出现。

目前所镀金属一般有：镀一层锌，颜色为灰色，称为灰化处理，此种铜箔叫做镀锌铜箔；镀一层铜锌合金，即黄铜，颜色呈黄色，称为黄化处理，此种铜箔称为镀黄铜铜箔；镀一层镍，颜色为黑色，称为黑化处理，此种铜叫做镀镍铜箔。

耐热层处理不但可以阻挡胺类物对铜箔表面的攻击，而且有助于增加铜箔与基材的化学亲和力，进而提高抗剥强度。

5．防氧化处理

铜箔在贮存、运输及压板生产过程中，常会遇到一定湿度的空气及较高的温度，很容易使铜箔表面发生氧化变色，它会影响铜面的可焊性及对油墨的亲合性，并且引起铜箔厚度的微小变化及氧化层的产生，导致线路电阻增大，因此在铜箔生产过程中，要对铜箔表面进行

防氧化处理（有时也称钝化处理，稳定性处理）。

常见的防氧化处理有采用酸性工艺的，也有采用碱性工艺的。所谓酸性工艺就是所用溶液呈酸性，而碱性工艺的溶液则呈碱性，都是使铜箔作为阴极，通直流电，使得在铜箔表面形成以锌、铬为主体的结构复杂的防氧化膜，以使铜箔不直接与空气接触，达到防氧化目的。

6.表面处理过程中的其他工艺及条件

（1）涂膜工艺目前在某些铜箔生产过程中，在对铜箔进行粗化层处理、耐热层处理及防氧化层处理后，还要进行涂膜处理，它是一种有机膜，其作用有两个：一是进一步提高防氧化能力；二是有利于进一步提高铜箔与基材结合力。

（2）水洗表面处理是一个复杂的多种工艺过程，也是一个连续的生产工艺过程，在各步处理过程中都要有水洗过程，以清除表面附带的电解液。对所用的水要求很高，一般均采用离子交换水处理方式。它是采用离子交换树脂，使离子交换树脂中和水溶液中可交换离子之间发生符合等物质量规则的可逆性交换，使水中离子去除而离子交换树脂的结构并不发生实质性变化的一种水处理方式。

对于铜箔漂洗用水和电解液制备用水一般要求电导率应小于10 us/cm。

（3）烘干烘干是表面处理过程的最后一道必不可少的工序，它的目的是烘干去除铜箔表面的水分，防止残留水分对铜箔的危害。

根据铜箔处理速度的不同，烘干温度也就不同。一般以不低于100℃为原则，也有达到200℃甚至300℃以上的。原则上应完全彻底去除铜表面水分，又不能因温度过高而伤害铜箔。

（4）溶液制备表面处理过程中的预处理、粗化、固化、镀异种金属、防氧化及涂膜工艺采用的溶液都有一个制备过程。有的采用配制，有的需要采用溶铜方式。这些溶液都需要独立的制备设备、净化设备及温度调节设备，这些作为表面处理工艺过程的配套条件是必不可少的。