[發明專利]使用高耐熱有機硅氧烷成膜材料對電解銅箔進行表面處理的方法

在審

• 申請號: 201610079157.7
• 申請日: 2016-02-04
• 公開（公告）號: CN105695977A
• 公開（公告）日: 2016-06-22
• 發明（設計）人: 劉峰;付志強;齊海霞
• 申請（專利權）人: 南昌大學
• 主分類號: C23C22/52
• 分類號: C23C22/52
• 代理公司: 南昌新天下專利商標代理有限公司 36115
• 代理人: 施秀瑾

技術領域

本發明涉及一種不含鉻元素的電解銅箔表面處理及其制造方法。特別地，涉及一 種使用新型高耐熱有機硅材料進行表面處理，不含鉻元素的用于印制電路板且具有良 好性能的表面處理電解銅箔。

背景技術

電解銅箔是覆銅板(CCL)及印制電路板(PCB)制造的重要原材料。在當今電子信息 產業高速發展中，電解銅箔已成為電子產品信號與電力傳輸、溝通的關鍵傳導材料。 目前，鉻元素作為印制電路板用電解銅箔的主要鈍化成分，其作用是保證電解銅箔在 CCL和PCB的高溫加工環境中不被氧化和發生腐蝕。但是，鉻成分作為化合物存在 時，其化合價為三價或六價，其中，六價鉻的生物毒性遠大于三價鉻，而且在土壤中 的遷移能力也以六價鉻的大，對環境具有持久危險性，因此，歐盟WEEE(報廢電子 電氣設備)與RoHS(限制使用某些有害物質指令)達成協議，將以六價鉻為首的六 種物質列為有害物質，作為即使分別回收也會留有環境危害的物質而限制其使用。我 國由信息產業部、發改委、商務部、海關總署、工商總局、質檢總局、環?？偩致摵? 指定的《電子信息產品污染控制管理辦法》也明確提出對六價鉻等六種有害物質的控 制采用目錄管理的方式，循序漸進的推行禁止或限制其使用，印制線路板也是其限制 使用的對象，因而，作為印制線路板的基礎原料，電解銅箔在制作過程中的表面處理 工藝必須達到環保標準。

近年來由于環境保護意識的提高，人們逐漸尋求擺脫含有六價鉻的表面處理工藝， 首先想到了毒性較六價鉻小的三價鉻，專利1(US7344785)公開了一種使用三價鉻 的表面處理銅箔的制備工藝，該銅箔由粗化層、Ni-Co合金層、鍍鋅層、鍍鉻層以及 鍍硅烷偶聯劑層組成。其特征在于，鍍鉻層是由三價鉻的電解液經電鍍而成。該專利 公開了：由選擇性蝕刻或者鍍大顆粒的銅或銅合金來對銅箔進行粗化，再通過含有Co 和Ni組分的電解液進行電鍍形成Ni-Co合金層，然后通過含有Zn的電解液進行電鍍 形成鍍鋅層，鍍鋅層作為Cu的阻擋層，同時有助于鍍鉻層的形成，含有三價鉻的電 解液的優選濃度為150～300mg/L，優選pH值為2.6～3.8，在鍍鉻層上有硅烷偶聯劑層。

根據專利1中所公開的內容，三價鉻電鍍液的酸性較強(pH值為2.6～3.8)，會影 響鍍鋅層的結構，因為鋅是一種較活潑的金屬，在酸性環境中會反應釋放出氫氣，產 生微孔，無法保證鍍鋅層原有的致密保護層結構，因而按照此專利公開的內容幾乎無 法制備用于印制電路板的高可靠性銅箔。此外，廢棄的三價鉻若處理不當可能轉化為 六價鉻，或者在分析方法表達不當時可能會誤報。

專利2(CN200680020926.0)公開一種不使用鉻的表面處理銅箔，其在電解銅箔 貼合與絕緣樹脂基材的貼合面上具有防銹處理層與硅烷偶合劑層，其特征在于，該防 銹處理層依次通過層壓重量厚度為5～40mg/m²的鎳層，重量厚度為5～40mg/m²的錫 層而成，在該防銹處理層表面上具有硅烷偶合劑層。

根據專利2中所公開的內容，其防銹層通過依次鍍Ni層、鍍Sn層組成，再在錫 層表面吸附硅烷偶聯劑層。專利聲稱此工藝為無鉻表面處理工藝，卻增加了處理工序， 即原有的鍍鉻工藝為鍍鎳和鍍錫所取代；此外，依次鍍Ni和鍍Sn的保護效果是否會 如Ni-Sn合金層和鍍鉻層也不得而知。

發明內容

本發明的目的是提出一種使用高耐熱有機硅氧烷成膜材料對電解銅箔進行表面處 理的方法，以獲得不含鉻的表面處理電解銅箔工藝，同時能盡量簡化處理工序。

本發明的目的的實現是基于使用表面硅烷化技術對電解銅箔表面進行防腐處理。 表面硅烷化技術已廣泛應用于對鋅、鐵、鋁、錳等金屬的鈍化保護，表面硅烷化技術 是一種新型金屬表面鈍化技術，將該項技術應用于電解銅箔的表面鈍化工藝，可以避 免六價鉻的使用。而普通的硅烷偶聯劑對金屬在低溫下的保護是可行的，但是無法實 施對金屬在高溫下的抗氧化保護。

因此，本發明使用一類新型高耐熱有機硅氧烷成膜材料來實施對電解銅箔的表面 防氧化處理工藝，在電解銅箔表面通過涂覆成膜工藝，形成一層致密的高耐熱有機硅 氧烷層。本發明通過表面高耐熱有機硅氧烷成膜材料取代原有的鍍鉻鈍化工藝環節， 因此本工藝完全不含鉻，同時本發明合并了硅烷偶聯劑涂覆工藝環節。通過此工藝所 制備的電解銅箔完全不含鉻，并且具有良好的耐高溫氧化性能，同時簡化了制備工藝， 有效地降低了工藝管理成本。