一种易剥离的超薄载体铜箔的制备方法

本发明涉及超薄铜箔制备，具体涉及一种易剥离的超薄载体铜箔的制备方法。

背景技术：

1、超薄铜箔的生产工艺技术属于精细化、专业化程度高、各环节控制标准高的制造术，随着电子产品高度集成化、小型化的发展，印制板向多层化、高集成化方向发展，印制线路图形的线宽和间距也越来越向微细化方向发展，因此，对线路板的可靠性能提出了更高的要求。例如精细线路中要求使用的薄型化铜箔具有更高的剥离性并能有效地减少或者避免蚀刻线路时产生的“侧蚀”现象，因此可剥离性超薄铜箔将会广泛地应用在高档次、多层化、薄型化、高密度化的印刷电路板上。随着集成电路向高密度、多层化、薄型化，以及动力电池向高能量密度、大储量、轻量化等方向的快速发展，对铜箔的厚度和综合性能提出越来越高的要求。然而在制备超薄铜箔的过程中，极易受到外力的作用产生褶皱与撕裂等问题。为了解决这一问题，相关铜箔企业和科研机构开始研发附载体的方式制备超薄铜箔，大多的附载体超薄铜箔通常采用十几到几十微米的电解铜箔作载体层，然后在载体层上形成剥离层，最后再沉积超薄铜箔。为了确保载体铜箔和超薄铜箔之间能更好的分离，剥离层的制备显得尤为重要，目前，剥离层主要分为无机剥离层、有机剥离层和复合剥离层三种。无机剥离层主要为金属层或合金层，当采用金属层作为剥离层时，在高温下剥离层和铜箔之间会引起相互扩散，界面处粘合强度增加，使得载体铜箔和极薄铜箔之间难以剥离；有机剥离层使用有机化合物作为剥离层，常用的剥离层有含氮化合物、含硫化合物，使用有机化合物作为剥离层时，剥离强度过小，使得制备超薄载体铜箔的过程中易发生超薄铜箔从载体铜箔上脱离的现象；复合剥离层经常选用有机层和合金层共同作为剥离层，该复合剥离层可以调控载体铜箔和极薄铜箔与剥离层界面之间的剥离强度，解决极薄铜箔难以剥离的问题。现有采用有机层和金属层作为剥离层来实现载体铜箔与极薄铜箔之间更好的分离，且金属层通过电沉积形成的co、b、p层沉积获得。电沉积方法具有条件温和、操作简单、耗时少、能耗低的优点，通过改变电解液组成、电压/电流大小与沉积时间，还可以调节催化剂形貌。电沉积法也更适合规模化生产，它对离子的选择性高，处理效果好；无二次污染，形成的重金属沉淀可回收利用；工艺成熟，运行设备简单，易于操作，占地面积小；离子在静电力作用下迁移，而不是随机扩散方式，加速了处理速度，尤其在初始浓度低时更为显著。

2、因此，有必要提供一种新的、高效的电沉积制备超薄铜箔的方法，通过引入超声辅助技术，解决传统方法中存在的种种问题，从而在微电子器件和其他高要求领域中更好地满足载体材料的制备需求。

技术实现思路

1、本发明设计开发了一种易剥离的超薄载体铜箔的制备方法，本发明的发明目的是解决了现有技术中表面粗糙、剥离强度大不易剥离、性能不稳定的问题。

2、本发明提供的技术方案为：

3、一种易剥离的超薄载体铜箔的制备方法，包括如下步骤：

4、步骤一、将载体铜箔进行预处理后，浸入高ph值稳定的电解液中进行电沉积制备；

5、步骤二、将电沉积制备后的铜箔用有机液进行吸附形成有机层；

6、步骤三、将形成有机层的载体铜箔浸入电镀铜溶液中，进行超薄铜箔的电沉积制备。

7、优选的是，在所述步骤一中，所述载体铜箔预处理过程包括：选用丙酮、无水乙醇、10vol.％的稀硫酸依次对所述载体铜箔的表面进行去油脂和酸洗处理。

8、优选的是，在所述步骤一中，所述电解液含有浓度范围为0.5～0.7mol/l的乙酸钠、浓度范围为0.125～0.325mol/l的柠檬酸，浓度范围为0.01～0.07mol/l的氯化钠，浓度范围为0.5～1.2mol/l的硫酸镍和浓度范围为0.04～0.6mol/l的硫酸钴，调节ph为2～5.4。

9、优选的是，在所述步骤一中，所述电沉积制备的条件包括：电流密度为5～30a/dm2，电解液温度为40～70℃，电解时间10～60s。

10、优选的是，在所述步骤二中，所述有机层为含氮的有机化合物。

11、优选的是，所述含氮的有机化合物为三唑化合物、咪唑化合物中的任一种。

12、优选的是，在所述步骤二中，进行吸附处理的条件包括温度20～30℃，时间为30～50s，有机物的浓度为1g/l～5g/l。

13、优选的是，在所述步骤三中，所述电镀铜溶液中铜浓度为50～110g/l，硫酸浓度为80～120g/l；或者

14、在所述步骤三中，所述电镀铜溶液中铜浓度为80～110g/l，硫酸浓度为90～110g/l。

15、优选的是，在所述步骤三中，所述电沉积制备的条件包括：电流密度为5～30a/dm2，电解液温度为40～70℃，电解时间10～60s；或者

16、在所述步骤三中，所述电沉积制备的条件包括：电流密度为5～35a/dm2，电解液温度为40～70℃，电解时间10～60s。

17、优选的是，在所述步骤三中，电镀铜溶液中还包括氯化物、羟乙基纤维素和骨胶；其中，氯化物浓度为20～50ppm，羟乙基纤维素浓度≤20ppm；骨胶浓度≤40ppm。

18、本发明所述的有益效果：

19、1、本发明提供的易剥离的超薄载体铜箔的制备方法，该复合剥离层是通过电化学沉积和有机吸附的方式获得，该复合剥离层极薄且均匀，且复合剥离层与载体箔以及极薄铜箔之间的结合力有异，能使压合后的超薄铜箔易于完全、稳定地与载体箔剥离。采用电化学沉积的镍钴层作为金属剥离层，由于ni、co与cu的晶格类型一致，在载体铜箔与金属剥离层的界面处易形成共格或者半共格界面，且由于在沉积的过程中提高了基体载体铜箔的温度，利于载体铜箔和金属剥离层间原子的扩散，有利于形成扩散结合，增加了载体铜箔与金属剥离层之间的界面结合力，形成较强的冶金结合；为了进一步防止金属剥离层与极薄铜箔之间发生原子的扩散进而影响极薄铜箔的质量，在金属剥离层与极薄铜箔之间吸附一层有机剥离层，既可以防止原子的扩散，且有机剥离层与极薄铜箔之间的范德华力较弱，易于极薄铜箔的分离；有机层与极薄铜箔形成较弱的界面结合，金属层与载体箔形成较强的界面冶金结合，实现界面强度的差异化控制；

20、2、本发明提供的易剥离的超薄载体铜箔的制备方法，该载体铜箔含有表面均匀、性能稳定的复合剥离层，有效降低了载体铜箔的剥离强度；其中，金属剥离层采用在载体箔上沉积一层钴、镍，有机剥离层采用吸附有机物的方式获得，该极薄附载体铜箔具有易剥离、晶粒细腻、界面纯净的特点。

技术特征：

1.一种易剥离的超薄载体铜箔的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

2.如权利要求1所述的易剥离的超薄载体铜箔的制备方法，其特征在于，在所述步骤一中，所述载体铜箔预处理过程包括：选用丙酮、无水乙醇、10vol.％的稀硫酸依次对所述载体铜箔的表面进行去油脂和酸洗处理。

3.如权利要求1或2所述的易剥离的超薄载体铜箔的制备方法，其特征在于，在所述步骤一中，所述电解液含有浓度范围为0.5～0.7mol/l的乙酸钠、浓度范围为0.125～0.325mol/l的柠檬酸，浓度范围为0.01～0.07mol/l的氯化钠，浓度范围为0.5～1.2mol/l的硫酸镍和浓度范围为0.04～0.6mol/l的硫酸钴，调节ph为2～5.4。

4.如权利要求3所述的易剥离的超薄载体铜箔的制备方法，其特征在于，在所述步骤一中，所述电沉积制备的条件包括：电流密度为5～30a/dm2，电解液温度为40～70℃，电解时间10～60s。

5.如权利要求4所述的易剥离的超薄载体铜箔的制备方法，其特征在于，在所述步骤二中，所述有机层为含氮的有机化合物。

6.如权利要求5所述的易剥离的超薄载体铜箔的制备方法，其特征在于，所述含氮的有机化合物为三唑化合物、咪唑化合物中的任一种。

7.如权利要求1、2、4-6中任一项中所述的易剥离的超薄载体铜箔的制备方法，其特征在于，在所述步骤二中，进行吸附处理的条件包括温度20～30℃，时间为30～50s，有机物的浓度为1g/l～5g/l。

8.如权利要求7所述的易剥离的超薄载体铜箔的制备方法，其特征在于，在所述步骤三中，所述电镀铜溶液中铜浓度为50～110g/l，硫酸浓度为80～120g/l；或者

9.如权利要求7所述的易剥离的超薄载体铜箔的制备方法，其特征在于，在所述步骤三中，所述电沉积制备的条件包括：电流密度为5～30a/dm2，电解液温度为40～70℃，电解时间10～60s；或者

10.如权利要求7所述的易剥离的超薄载体铜箔的制备方法，其特征在于，在所述步骤三中，电镀铜溶液中还包括氯化物、羟乙基纤维素和骨胶；其中，氯化物浓度为20～50ppm，羟乙基纤维素浓度≤20ppm；骨胶浓度≤40ppm。

技术总结本发明公开了一种易剥离的超薄载体铜箔的制备方法，包括如下步骤：步骤一、将载体铜箔进行预处理后，浸入高pH值稳定的电解液中进行电沉积制备；步骤二、将电沉积制备后的铜箔用有机液进行吸附形成有机层；步骤三、将形成有机层的载体铜箔浸入电镀铜溶液中，进行超薄铜箔的电沉积制备，本发明的复合剥离层是通过电化学沉积和有机吸附的方式获得，该复合剥离层极薄且均匀，且复合剥离层与载体箔以及极薄铜箔之间的结合力有异，能使压合后的超薄铜箔易于完全、稳定地与载体箔剥离。技术研发人员：苏凯越,武玉英,韩俊青,张彤,刘相法受保护的技术使用者：山东大学技术研发日：技术公布日：2024/6/23