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可剥离超薄载体铜箔的制备方法

324 编辑：北方有色网来源：江苏亨通铜铝箔新材料研究院有限公司, 亨通精密铜箔科技（德阳）有限公司

2025-11-03 14:42:09

权利要求

1.一种可剥离超薄载体铜箔的制备方法，包括以下步骤：

A)采用磁控溅射工艺在载体上表面形成镀层a，再采用电镀工艺在所述镀层a上沉积铜金属层;所述镀层a为铜镍合金层;

B)在所述铜金属层的上表面涂覆有机溶剂，固化后，形成有机剥离层;

C)采用电镀工艺在所述有机剥离层上沉积金属铜，得到铜箔;在所述铜箔的上表面进行氧化处理和粗化处理，得到氧化层和铜粒子层。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤A)中，所述磁控溅射工艺采用的靶材为铜镍合金;

所述磁控溅射的气氛为氩气、氮气和氧气中的至少一种;

所述磁控溅射的工艺参数包括：真空度为2×10-1～3×10-3Pa，镀速为1～10m/min，靶电流为5～15A。

3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤A)中，所述电镀工艺的参数包括：镀速为1～5m/min，电流密度为2～6A/dm2，镀液温度为25～35℃，镀液pH值为2～5。

4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤B)中，所述有机溶剂为乙二醇单甲醚。

5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤C)中，所述电镀工艺的参数包括：镀速为2～4m/min，电流密度为2～5A/dm2，镀液温度为25～30℃，镀液pH值为2～5。

6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤C)中，所述氧化处理的方法包括：

将所述铜箔的上表面浸泡于氧化剂溶液中;所述浸泡的时间为30～100s。

7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤C)中，所述粗化处理的方法为粗化电镀;所述粗化电镀的工艺参数包括：

镀速为2～5m/min，电流密度为3～8A/dm2，镀液温度为30～40℃，镀液pH值为2～5;

所述铜粒子层的表面粗糙度Rz=2.5μm。

8.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述载体的厚度为20～100μm;

所述镀层a的厚度为20～150nm;

所述铜金属层的厚度为2～4μm。

9.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述有机剥离层的厚度为20～3000nm。

10.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述氧化膜的厚度为30～800nm;

所述铜粒子层的厚度为1～3μm。

说明书

技术领域

[0001]本发明涉及印制电路板制造技术领域，尤其涉及一种可剥离超薄载体铜箔的制备方法。

背景技术

[0002]随着电子技术的不断发展，人们对于电子产品的要求逐渐趋向于短、小、轻、薄，相应地，印制电路板作为电子产品的重要组成部分，也需向多层化、密集化、功能化方向发展，对组成电路板的原材料有更高的要求。超薄铜箔作为电路板的关键原材料之一，制约着印制电路板的进一步发展。超薄铜箔的使用不仅可以满足印制电路板向多层化、密集化的要求，还可以提高印制电路板的可靠性，减少线路蚀刻加工中的侧蚀问题，降低激光蚀孔加工的难度。

[0003]目前，超薄铜箔的生产大多以载体铜箔的方式生产，超薄铜箔最基本的结构依次为超薄铜箔、剥离层和载体。在现有技术中，主要以铜箔作为载体通过电镀技术制备超薄铜箔。如，专利申请文件CN99101239.9以铜或铜合金作为载体，通过电镀制备超薄铜箔;专利申请文件CN01805265.7以铜作为载体，通过电沉积制备超薄铜箔。由于“集肤效应”的影响，高频电流在通过铜箔时会产生功率损耗，而剥离层和超薄铜箔厚度很薄，因此，载体层的表面粗糙度对超薄铜箔的影响较大。因此，载体铜箔的表面必须经过特殊处理或改善制备铜箔的工艺，才能实现制备高质量的超薄铜箔的目的，这无形中会增加制备超薄铜箔的成本，阻碍超薄铜箔的发展。

发明内容

[0004]有鉴于此，本发明要解决的技术问题在于提供一种新的可剥离超薄载体铜箔的制备方法，成本较低。

[0005]本发明提供了一种可剥离超薄载体铜箔的制备方法，包括以下步骤：

[0006]A)采用磁控溅射工艺在载体上表面形成镀层a，再采用电镀工艺在所述镀层a上沉积铜金属层;所述镀层a为铜镍合金层;

[0007]B)在所述铜金属层的上表面涂覆有机溶剂，固化后，形成有机剥离层;

[0008]C)采用电镀工艺在所述有机剥离层上沉积金属铜，得到铜箔;在所述铜箔的上表面进行氧化处理和粗化处理，得到氧化层和铜粒子层。

[0009]优选的，步骤A)中，所述磁控溅射工艺采用的靶材为铜镍合金;

[0010]所述磁控溅射的气氛为氩气、氮气和氧气中的至少一种;

[0011]所述磁控溅射的工艺参数包括：真空度为2×10-1～3×10-3Pa，镀速为1～10m/min，靶电流为5～15A。

[0012]优选的，步骤A)中，所述电镀工艺的参数包括：镀速为1～5m/min，电流密度为2～6A/dm2，镀液温度为25～35℃，镀液pH值为2～5。

[0013]优选的，步骤B)中，所述有机溶剂为乙二醇单甲醚。

[0014]优选的，步骤C)中，所述电镀工艺的参数包括：镀速为2～4m/min，电流密度为2～5A/dm2，镀液温度为25～30℃，镀液pH值为2～5。

[0015]优选的，步骤C)中，所述氧化处理的方法包括：

[0016]将所述铜箔的上表面浸泡于氧化剂溶液中;所述浸泡的时间为30～100s。

[0017]优选的，步骤C)中，所述粗化处理的方法为粗化电镀;所述粗化电镀的工艺参数包括：

[0018]镀速为2～5m/min，电流密度为3～8A/dm2，镀液温度为30～40℃，镀液pH值为2～5;

[0019]所述铜粒子层的表面粗糙度Rz=2.5μm。

[0020]优选的，所述载体的厚度为20～100μm;

[0021]所述镀层a的厚度为20～150nm;

[0022]所述铜金属层的厚度为2～4μm。

[0023]优选的，所述有机剥离层的厚度为20～3000nm。

[0024]优选的，所述氧化膜的厚度为30～800nm;

[0025]所述铜粒子层的厚度为1～3μm。

[0026]本发明提供了一种可剥离超薄载体铜箔的制备方法，包括以下步骤：A)采用磁控溅射工艺在载体上表面形成镀层a，再采用电镀工艺在所述镀层a上沉积铜金属层;所述镀层a为铜镍合金层;B)在所述铜金属层的上表面涂覆有机溶剂，固化后，形成有机剥离层;C)采用电镀工艺在所述有机剥离层上沉积金属铜，得到铜箔;在所述铜箔的上表面进行氧化处理和粗化处理，得到氧化层和铜粒子层。本发明采用磁控溅射工艺制备过渡层，并采用特殊的有机溶剂形成有机剥离层，所述过渡层、有机剥离层可以与其他层组很好地配合作用，制得可剥离超薄载体铜箔，工艺简便，成本较低。

附图说明

[0027]图1为本发明的一个实施例提供的可剥离超薄载体铜箔的结构示意图。

具体实施方式

[0028]下面将结合本发明实施例，对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

[0029]本发明提供了一种可剥离超薄载体铜箔，包括：

[0030]载体;所述载体为铝箔或聚酰亚胺薄膜(PI膜);

[0031]形成于所述载体上的过渡层;所述过渡层包括镀层a，以及形成于所述镀层a上的铜金属层;所述镀层a为铜镍合金层;

[0032]形成于所述过渡层上的有机剥离层;

[0033]形成于所述有机剥离层上的铜箔;

[0034]形成于所述铜箔上的氧化膜;

[0035]形成于所述氧化膜上的铜粒子层;

[0036]所述铜粒子层的表面粗糙度Rz=2～4μm。

[0037]图1为本发明的一个实施例提供的可剥离超薄载体铜箔的结构示意图。

[0038]其中，1为载体，2为过渡层，2-1为镀层a，2-2为铜金属层，3为有机剥离层，4为铜箔，5为氧化膜，6为铜粒子层。

[0039]在本发明的一些实施方式中，所述载体的厚度为20～100μm。

[0040]在本发明的一些实施方式中，所述铜镍合金层为铜镍合金B25层。

[0041]所述镀层a的厚度为20～150nm，比如80nm。所述铜金属层的厚度为2～4μm，比如3μm。

[0042]在本发明的一些实施方式中，所述有机剥离层由有机溶剂固化后得到。所述有机溶剂为乙二醇单甲醚。所述有机剥离层的厚度为20～3000nm，比如2000nm。

[0043]在本发明的一些实施方式中，所述铜箔的厚度为1～6μm。

[0044]在本发明的一些实施方式中，所述氧化膜的厚度为30～800nm，比如200nm。

[0045]所述氧化膜的组分包括氧化铜。

[0046]在本发明的一些实施方式中，所述铜粒子层的厚度为1～3μm，比如2μm。

[0047]所述铜粒子层的表面粗糙度Rz=2.5μm。

[0048]本发明中，所述可剥离超薄载体铜箔的剥离强度为0.1～0.3N/mm。

[0049]本发明还提供了一种上文所述可剥离超薄载体铜箔的制备方法，包括以下步骤：

[0050]A)采用磁控溅射工艺在载体上表面形成镀层a，再采用电镀工艺在所述镀层a上沉积铜金属层;所述镀层a为铜镍合金层;

[0051]B)在所述铜金属层的上表面涂覆有机溶剂，固化后，形成有机剥离层;

[0052]C)采用电镀工艺在所述有机剥离层上沉积金属铜，得到铜箔;在所述铜箔的上表面进行氧化处理和粗化处理，得到氧化膜和铜粒子层。

[0053]关于步骤A)：

[0054]采用磁控溅射工艺在载体上表面形成镀层a，再采用电镀工艺在所述镀层a上沉积铜金属层。

[0055]在本发明的一些实施方式中，所述磁控溅射工艺采用的靶材为所述磁控溅射工艺采用的靶材为铜镍合金;具体为铜镍合金B25。所述磁控溅射的气氛为氩气、氮气和氧气中的至少一种。所述磁控溅射的工艺参数包括：真空度为2×10-1～3×10-3Pa，比如2×10-1Pa;镀速为1～10m/min，比如5m/min;靶电流为5～15A，比如12A。

[0056]在本发明的一些实施方式中，所述电镀工艺采用卷对卷多级连续电镀。所述电镀工艺的参数包括：镀速为1～5m/min，比如3m/min;电流密度为2～6A/dm2，比如4A/dm2;镀液温度为25～35℃，比如30℃;镀液pH值为2～5，比如2。

[0057]所述电镀工艺采用的镀液组分包括硫酸铜、硫酸、盐酸和纯水。所述镀液中，硫酸铜的含量为100～120g/L，比如110g/L;硫酸的含量为130～160g/L，比如140g/L;盐酸的含量为30～70ppm，比如50ppm。

[0058]关于步骤B)：

[0059]在所述铜金属层的上表面涂覆有机溶剂，固化后，形成有机剥离层。

[0060]在本发明的一些实施方式中，所述有机溶剂为乙二醇单甲醚。

[0061]关于步骤C)：

[0062]采用电镀工艺在所述有机剥离层上沉积金属铜，得到铜箔;在所述铜箔的上表面进行氧化处理和粗化处理，得到氧化膜和铜粒子层。

[0063]在本发明的一些实施方式中，所述电镀工艺采用卷对卷多级连续电镀。所述电镀工艺的参数包括：镀速为2～4m/min，比如3m/min;电流密度为2～5A/dm2，比如3A/dm2;镀液温度为25～30℃，比如28℃;镀液pH值为2～5，比如3。

[0064]所述电镀工艺采用的镀液组分包括硫酸铜、硫酸、盐酸和纯水。所述镀液中，硫酸铜的含量为100～120g/L，比如110g/L;硫酸的含量为130～160g/L，比如140g/L;盐酸的含量为30～70ppm，比如50ppm。

[0065]在本发明的一些实施方式中，所述氧化处理的方法包括：

[0066]将所述铜箔的上表面浸泡于氧化剂溶液中。

[0067]所述浸泡的时间为30～100s，比如60s。

[0068]所述氧化剂溶液的组分包括过硫酸钠、硫酸和水。所述氧化剂溶液中，过硫酸钠的质量含量为10%～12%，比如10%;硫酸的质量含量为3%～5%，比如3%。

[0069]在本发明的一些实施方式中，所述氧化处理后，还包括：水洗、烘干至收卷。

[0070]在本发明的一些实施方式中，所述粗化处理的方法为粗化电镀，具体包括：

[0071]采用粗化电镀工艺在所述氧化膜上电镀一层粗糙度高的铜金属粒子。

[0072]所述粗化电镀的工艺参数包括：

[0073]镀速为2～5m/min，比如2m/min;电流密度为3～8A/dm2，比如3A/dm2;镀液温度为30～40℃，比如30℃;镀液pH值为2～5，比如3。

[0074]采用粗化电镀工艺采用铜箔后处理机电镀铜微细粒子。

[0075]本发明对上文采用的原料来源并无特殊的限制，可以为一般市售。

[0076]本发明采用铝箔做载体，可以降低生产成本。

[0077]本发明采用磁控溅射工艺制备过渡层，并采用特殊的有机溶剂形成有机剥离层，所述过渡层、有机剥离层可以与其他层组很好地配合作用，制得可剥离超薄载体铜箔，工艺简便，成本较低，较容易剥离。

[0078]为了进一步说明本发明，以下结合实施例对本发明提供的一种可剥离超薄载体铜箔的制备方法进行详细描述，但不能将其理解为对本发明保护范围的限定。

[0079]实施例1

[0080]可剥离超薄载体铜箔的制备：

[0081]1)选用载体(铝箔)，厚度30μm，宽度为1040mm，长度为1000m;

[0082]2)在真空室内，在载体表面磁控溅射，靶材为铜镍合金B25，形成铜镍合金B25层(即镀层a);所述磁控溅射的工艺参数包括：真空度为2×10-1Pa，镀速为5m/min，靶电流为12A，气体氛围为氩气;所述镀层a的厚度80nm;

[0083]3)在所述镀层a上，利用卷对卷多级连续电镀工艺线上电镀铜金属，得到铜金属层;所述电镀工艺的参数包括：镀速为3m/min，电流密度为4A/dm2，镀液温度为30℃，镀液pH值为2;所述电镀工艺采用的镀液组分包括硫酸铜、硫酸、盐酸和纯水。所述镀液中，硫酸铜的含量为110g/L，硫酸的含量为140g/L，盐酸的含量为50ppm;所述铜金属层的厚度为3μm，形成剥离金属层;

[0084]4)在所述铜金属层的上表面涂覆有机溶剂(乙二醇单甲醚)，固化后，形成有机剥离层;所述有机剥离层的厚度为2000nm;

[0085]5)在所述有机剥离层上，利用卷对卷多级连续电镀工艺线上电镀金属铜，得到厚度4μm的铜箔;所述电镀工艺的参数包括：镀速为3m/min，电流密度为3A/dm2，镀液温度为28℃，镀液pH值为3;所述电镀工艺采用的镀液组分包括：硫酸铜、硫酸、盐酸和纯水。所述镀液中，硫酸铜的含量为110g/L，硫酸的含量为140g/L，盐酸的含量为50ppm;

[0086]在所述铜箔的上表面进行氧化处理：

[0087]将铜箔的上表面浸泡于氧化剂溶液中;所述浸泡的时间为60s;所述氧化剂溶液的组分包括过硫酸钠、硫酸和水;所述氧化剂溶液中，过硫酸钠的质量含量为10%，硫酸的质量含量为3%;

[0088]经水洗、烘干至收卷后，再采用粗化电镀工艺在所述氧化膜上电镀一层粗糙度高的铜金属粒子;

[0089]所述粗化电镀的工艺参数包括：

[0090]镀速为2m/min;电流密度为3A/dm2，镀液温度为30℃，镀液pH值为3;

[0091]得到氧化膜(厚度200nm)和形成于所述氧化膜上的铜粒子层(厚度为2μm)。所述铜粒子层的粗糙度为2.5μm。

[0092]采用剥离强度测试仪(型号TH3000)对得到的可剥离超薄载体铜箔进行检测，结果表明，所述可剥离超薄载体铜箔的剥离强度为0.2N/mm。

[0093]实施例2

[0094]与实施例1的区别在于：

[0095]将实施例1中的载体铝箔替换为PI膜，其余的步骤均与实施例1相同，制得可剥离超薄载体铜箔。

[0096]采用剥离强度测试仪(型号TH3000)对得到的可剥离超薄载体铜箔进行检测，结果表明，所述可剥离超薄载体铜箔的剥离强度为0.1N/mm。

[0097]对比例1

[0098]与实施例1的区别在于：

[0099]步骤1)中，将实施例1中的载体铝箔替换为铜箔，其余的步骤均与实施例1相同，制得可剥离超薄载体铜箔。

[0100]相比于实施例1，对比例1制得可剥离超薄载体铜箔的成本高出6-9元/平方米。相比于实施例2，对比例1制得可剥离超薄载体铜箔的成本高出3-5元/平方米。

[0101]对比例2

[0102]步骤4)中，将有机溶剂替换为乙醇，其余的步骤均与实施例1相同，制得可剥离超薄载体铜箔。

[0103]采用剥离强度测试仪(型号TH3000)对得到的可剥离超薄载体铜箔进行检测，结果表明，所述可剥离超薄载体铜箔的剥离强度为0.07N/mm。

[0104]以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

说明书附图(1)