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压延铜箔是制造挠性印制电路板的关键导电材料。通常在制造印制板之前,压延铜箔必须经过一系列的表面处理,使其具有良好的防扩散阻挡性、耐腐蚀性和抗氧化性等性能,以满足电子行业对其使用性能的要求。目前,我国压延铜箔表面处理技术水平和国外相比有较大差距,因此,开发具有一定水准的压延铜箔表面处理工艺已成为国内铜箔企业面临的新问题。通过本课题的研究,期望找到一种合适的压延铜箔表面处理工艺,以提高铜箔产品的附加值。
本文对压延铜箔进行了化学除油、镀铜粗化、镀铜固化和镀锌镍防扩散等表面处理过程进行了研究,使处理后的铜箔与基体具有较强的结合力和较高的的耐腐蚀性。
实验结果表明,运用合适的化学除油工艺,既能除净铜箔表面的油污,又可避免腐蚀铜箔。采用Ti(SO<,4>)<,2>和NaWO<,4>替代传统的砷化物作为粗化镀液的添加剂,可获得良好的粗化效果。
分析了粗化镀铜过程中影响铜箔与基板结合力的因素,得到优化的粗化工艺条件为:[Cu<2+>]=20g/L,[H<,2>SO<,4>]=70g/L,添加剂适量,D<,k>=40-50A/dm<2>,T=30℃,t=3-5s。
探讨了固化镀铜过程的作用,并由此确定的固化工艺条件为:[Cu<2+>]=60-70g/L,[H<,2>SO<,4>]=90.105g/L,D<,k>=20.30A/dm<2>,T=50℃,t=6-8s。此条件下得到铜箔的抗剥离强度可达1.7N/mm以上。
在固化后的铜箔表面电镀锌镍合金时,研究了工艺条件对铜箔劣化率的影响,随镀液中柠檬酸钠、硫酸镍含量的增加和电流密度的提高,铜箔的劣化率先降后升;而随着硫酸锌含量的增加,铜箔的劣化率先升后降。电镀防扩散层的较佳工艺条件为:[ZnSO<,4>·7H<,2>O]=60-70g/L,[CH<,3>COONa·3H<,2>O]=35g/L,[NiSO<,4>·6H<,2>O]=30-40g/L,[Na<,2>SO<,4>]=30.40g/L,[C<,6>H<,5>O<,7>Na<,3>·2H<,2>O]=70-80g/L,[添加剂]=0.08g/L,D<,k>=2.0-2.5A/dm<2>,pH=3.0-3.5,T=30-35℃,t=6-8s。
经过上述电镀工艺处理后,铜箔表面镀层中镍含量在8%左右,铜箔的耐腐蚀性能较好,劣化率低于2%。
在硫酸盐电镀锌镍合金体系中,随着镀液中镍含量的减少、电镀液温度的降低和柠檬酸含量的增加,锌镍共沉积阴极还原电位负移。