一种电解铜箔表面处理方法与流程

  目前，制备铜箔的方法主要可分为压延铜箔和电解铜箔，压延铜箔的致密度较高，产品表面较为光滑，利于制成印制电路板后的信号快速传递，因此常用于高频高速传送且电路精细的印制电路板上，但由于压延铜箔工艺成本远高于电解铜箔，且工艺条件上也存在诸多限制，使得用压延铜箔工艺难以应用于宽幅铜箔的大规模制备；而电解铜箔是通过连续电解法生产铜箔的方法，适合于生产宽幅铜箔，也是现今最常用的铜箔大规模生产方法。

  在进行电解铜箔的工序后常常需要对得到的生箔进行表面钝化处理，主要是在生箔的表面附着一层保护层，以防止生箔暴露在空气中被氧化，现存技术中常采用在生箔表面电镀一层异种金属保护层，如锌或镍，对铜箔起到保护作用；但是在电镀金属保护层后，需要用大量去离子水对钝化后的铜箔进行冲洗，以便能够将附着在表面的电镀液充分洗去，洗净后才能进行烘干；这一冲洗过程不仅需要消耗大量的去离子水，还对所使用的去离子水导电率有着较高的要求，使得现有钝化工艺的成本比较高，故需要提出一种新的铜箔表面处理方法以解决现存技术中存在的问题。

  本发明的目的是，提供一种铜箔表面处理方法，用于解决现存技术中进行钝化生箔时消耗去离子水量巨大的问题。

  为解决上述技术问题，本发明提供了一种电解铜箔表面处理方法，步骤包括：将三氧化铬和葡萄糖溶于水中，制得钝化液，其中三氧化铬的浓度为0.4～0.8g/l，葡萄糖的浓度为2.4～6.0g/l；将铜箔浸没于钝化液中，在20～28℃下一起进行化学镀工序和电镀工序，所述电镀工序中所施加的钝化电流为2～4a；将经过化学镀工序和电镀工序的铜箔进行烘干收卷。

  本发明的有益效果是：区别于现存技术的情况，本发明通过采用化学镀与电镀相配合的表面解决方法，可在铜箔的表明产生非常致密保护膜，且钝化液易于铜箔表面分离，无需水洗过程，使表面处理过程的成本显著降低。

  下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅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做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，均属于本发明保护的范围。

  请参阅图1，图1是本发明中电解铜箔表面处理方法一实施方式的工艺流程图。本发明中电解铜箔表面处理方法，步骤包括：

  s1：将三氧化铬和葡萄糖溶于水中，制得钝化液，其中三氧化铬的浓度为0.4～0.8g/l，葡萄糖的浓度为2.4～6.0g/l。本步骤中，具体地，三氧化铬作为钝化层原料，葡萄糖作为还原剂，三氧化铬溶于水后形成产生六价铬离子并与葡萄糖发生反应，反应式如下：c6h12o6+cr6+→cr3++h2o+co2↑，以三价铬离子作为后续化学镀的沉积原料；由于需要保持三价铬离子的状态，需要严控钝化液的ph值，本实施方式中，优选的ph值范围为2.3～3.0，可通过添加适当的硫酸溶液对钝化液的ph值进行调节。

  s2：将铜箔浸没于钝化液中，在20～28℃下一起进行化学镀工序和电镀工序，电镀工序中所施加的钝化电流为2～4a。本步骤中，化学镀工序和电镀工序是一起进行的，但这两个工序维持时间略有不同；本实施方式中，优选的电镀工序的时间为1～5s，以铜箔作为阴极施加适当的钝化电流，便可以将游离的三价铬离子和六价铬离子以电镀法沉积于铜箔表面；优选的化学镀工序的时间为6～20s，在进行电镀的同时，钝化液中产生的三价铬离子也会逐渐生成氢氧化铬，并沉积于经过电解的铜箔的表面，由于氢氧化铬不溶于水，从而能够在铜箔表面构成三价铬氢氧化物保护层，虽然化学镀工序和电镀工序是同时开始做的，但优选化学镀工序时间大于电镀工序时间，其目的是，在电镀工序和化学镀工序一起进行时会形成金属铬和氢氧化铬混合组成的保护层，当电镀工序结束而化学镀工序仍进行时会继续形成由氢氧化铬构成的保护层，即在金属铬和氢氧化铬混合保护层之上再覆盖一层氢氧化铬保护层，外部的氢氧化铬保护层亦对内部含金属铬的混合保护层有一定保护作用；由此便形成了三价铬氢氧化物和金属铬的双层保护层，且该双层保护层的结构非常致密，提高了对铜箔的保护作用，同时上述钝化液对所形成的三价铬氢氧化物保护层和含金属铬的混合保护层均具有较差的润湿性，所以钝化液很容易与双层保护层之间分离，即可无需在进行去离子水冲洗过程，钝化液便可以很容易的与镀有保护层的铜箔分离，从而使成本明显降低。此外，形成在铜箔表面的保护层主要成分为三价铬氢氧化物和金属铬，当然也会掺有极少量的三价铬碱式盐，如硫酸铬，可作为坚膜剂进一步提升保护层的强度。

  s3：将经过电镀工序的铜箔进行烘干收卷。本步骤中，将经过s3步骤电镀工序的铜箔进行烘干收卷，即完成铜箔的表面处理过程，本实施方式中，优选热风干燥方式对完成s3步骤的铜箔进行烘干，同时亦可去除铜箔的表面应力，在其他实施方式中可根据真实的情况采用其他干燥方式，在此不作限定。

  此外，在本实施方式中，进行上述s2的化学镀工序和电镀工序时，优选的钝化液的流量为1～3m3/h，其目的是使钝化液保持流动并不断补充铬离子，从而能够使铜箔表面可以有效的进行连续的表面处理；在其他实施方式中，还可以对钝化液的流速进行适应性调整，在此不作限定。

  首先将4g三氧化铬和26g葡萄糖溶于10l水中制得钝化液，此时三氧化铬的浓度为0.4g/l，葡萄糖的浓度为2.6g/l，并调节钝化液ph值保持在2.3～3.0范围；然后将铜箔浸没于钝化液中，在25℃下同时进行化学镀工序和电镀工序，化学镀工序时间为7s，电镀工序时间为2s，电镀工序中所施加的钝化电流为2a，并控制钝化液的流量为3m3/h；最后将经过化学镀工序和电镀工序的铜箔通过热风干燥装置进行烘干收卷，得到表面处理后的铜箔。

  首先将6g三氧化铬和39g葡萄糖溶于10l水中制得钝化液，此时三氧化铬的浓度为0.6g/l，葡萄糖的浓度为3.9g/l，并调节钝化液ph值保持在2.3～3.0范围；然后将铜箔浸没于钝化液中，在25℃下同时进行化学镀工序和电镀工序，化学镀工序时间为12s，电镀工序时间为3s，电镀工序中所施加的钝化电流为3a，并控制钝化液的流量为3m3/h；最后将经过化学镀工序和电镀工序的铜箔通过热风干燥装置进行烘干收卷，得到表面处理后的铜箔。

  首先将8g三氧化铬和58g葡萄糖溶于10l水中制得钝化液，此时三氧化铬的浓度为0.8g/l，葡萄糖的浓度为5.8g/l，并调节钝化液ph值保持在2.3～3.0范围；然后将铜箔浸没于钝化液中，在25℃下同时进行化学镀工序和电镀工序，化学镀工序时间为18s，电镀工序时间为5s，电镀工序中所施加的钝化电流为4a，并控制钝化液的流量为3m3/h；最后将经过化学镀工序和电镀工序的铜箔通过热风干燥装置进行烘干收卷，得到表面处理后的铜箔。

  上述实施例1～3中均使用了相同材质的4.5μm超薄生箔作为进行表面处理的铜箔，并将实施例1～3中所制得的铜箔分别命名为样品1，样品2和样品3，分别对其抗拉强度、表面粗糙度、表面张力、抗高温氧化性多项指标来测试，其中抗高温氧化性是通过一定温度下铜箔维持不氧化变色的时间来表征；并设置对照样品，该对照样品是采用现存技术中常用的电镀镍锌工艺所制得。请参阅表1，表1为实施例1～3中铜箔样品与对照样品多项测试指标的数据对比表，能够准确的看出较对照样品来说，样品1～3均具有更加好的抗拉强度和抗高温氧化性，光面粗糙度更低，保证了铜箔具有更加优异的性能；同时，较低的表面张力使钝化液与保护层之间更容易分离，即可省去现存技术中去离子水冲洗的步骤，使表面处理过程的成本明显降低；此外，钝化液的成分简单，制备工艺简单，降低了原料成本，有利于工业大规模生产。

  区别于现存技术的情况，本发明通过采用化学镀与电镀相配合的表面解决方法，可在铜箔的表明产生非常致密保护膜，且钝化液易于铜箔表面分离，无需水洗过程，使表面处理过程的成本显著降低。

  需要说明的是，以上各实施例均属于同一发明构思，各实施例的描述各有侧重，在个别实施例中描述未详尽之处，可参考其他实施例中的描述。

  以上所述实施例仅表达了本发明的实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还能做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

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