撓性板用高延展性低輪廓銅箔生產(chǎn)注意點(diǎn)

付文峰

（梅縣金象銅箔有限公司，廣東 梅縣 514759）

撓性電路板（FPCB）是用撓性基材制成，其對(duì)于銅箔的需求也呈逐年上升趨勢(shì)，下面就F PCB所需的銅箔的生產(chǎn)工藝做一個(gè)簡(jiǎn)單的探討。

銅箔的生產(chǎn)過程分為四個(gè)工序，溶銅工序——生箔工序——表面處理工序——分切包裝工序。

溶銅工序主要就是將銅料溶解成硫酸銅溶液，并經(jīng)一系列過濾凈化，制備出成分合格、純凈度很高的電解液，電解液質(zhì)量的好壞，直接影響著銅箔產(chǎn)品品質(zhì)的好壞，必須嚴(yán)格控制溶銅造液過程所用原輔材料，還要嚴(yán)格控制電解液制備的生產(chǎn)設(shè)備和操作過程。

生產(chǎn)普通銅箔的電解液，成分比較簡(jiǎn)單，銅離子、硫酸是主要成分，再添加明膠和氯離子等添加劑。生產(chǎn)高延展性低輪廓銅箔時(shí)，為了進(jìn)一步提高延伸率，還要添加細(xì)化晶粒和提高延伸率的添加劑，這種添加劑是生產(chǎn)此種銅箔的關(guān)鍵，其決定了生產(chǎn)出來(lái)的銅箔的物理性能。一般情況下，此種添加劑是由三至四種酸銅中間體按一定比例混合而成，包括光亮劑、整平劑和表面活性劑等，在溶液經(jīng)充分循環(huán)過濾后，再添加進(jìn)去，送到生箔機(jī)電鍍。

生箔工序是電解銅箔生產(chǎn)的一道關(guān)鍵工序，生箔就是電解銅箔的半成品，它決定了電解銅箔的大部分質(zhì)量性能，如銅箔致密度、抗拉強(qiáng)度、延伸率、針孔滲透點(diǎn)等指標(biāo)，而且還在很大程度上決定了后道工序表面處理質(zhì)量的好壞，也是對(duì)上道工序溶銅系統(tǒng)先進(jìn)性和可靠性的檢驗(yàn)。

生箔工序生產(chǎn)原箔時(shí)，電解液中因?yàn)榧尤肓藦?fù)合添加劑，會(huì)對(duì)生箔機(jī)電流的上限有要求，一般電解銅箔生產(chǎn)中，廠家為了降低單位成本，都希望能將生箔機(jī)電流送至設(shè)備額定最大值，從而提高產(chǎn)量，但是在生產(chǎn)高延展性低輪廓銅箔時(shí)，因?yàn)樘砑觿┑募尤?，使得原箔在高電流密度區(qū)容易出現(xiàn)發(fā)白變脆現(xiàn)象，嚴(yán)重時(shí)導(dǎo)致連續(xù)撕邊無(wú)法正常生產(chǎn)，所以必須調(diào)整生箔機(jī)電流與溶液流量以及添加劑濃度相匹配，達(dá)到穩(wěn)定生產(chǎn)的目的。

電鍍時(shí)一般電鍍溫度都會(huì)控制在50 ℃以上，這就會(huì)導(dǎo)致添加劑在經(jīng)過生箔機(jī)槽體后，一部分被氧化分解，氧化分解產(chǎn)物對(duì)于電鍍不僅沒有幫助，反而還會(huì)影響原箔的生產(chǎn)，必須及時(shí)除去。所以，在電解液循環(huán)過程中，會(huì)在管路中添加活性炭；目前添加活性炭主要有兩種方法，一種是在循環(huán)管路中安裝有活性炭過濾器，另一種是向儲(chǔ)液罐中直接加入活性炭；生產(chǎn)高延展性低輪廓銅箔，一般需使用粉末狀活性炭，活性炭表面積大，吸附速率高。使用粉末活性炭的系統(tǒng)，需配置濾袋式過濾器或硅藻土過濾器，加入到儲(chǔ)液罐中的粉末活性炭，經(jīng)循環(huán)泵送到過濾器中，均勻涂覆于過濾器內(nèi)部，對(duì)溶液中的有機(jī)分解產(chǎn)物可以進(jìn)行多次吸附，達(dá)到連續(xù)穩(wěn)定生產(chǎn)的目的。

原箔在生產(chǎn)過程中，因?yàn)閺?fù)合添加劑的加入，電解液中有機(jī)物很多，而且有機(jī)物中含硫，會(huì)導(dǎo)致鈦輥非正常氧化，生產(chǎn)出的原箔卷小，無(wú)法滿足客戶使用要求。要解決這個(gè)問題，需從幾個(gè)方面著手：（1）電解液過濾，除了正常加入活性炭外，還需要隔一段時(shí)間對(duì)溶液進(jìn)行大處理，機(jī)臺(tái)要全部停機(jī)，向儲(chǔ)液罐中加入雙氧水和活性炭，循環(huán)過濾除去有機(jī)物，然后再重新加入添加劑生產(chǎn)；（2）鈦輥研磨，粗糙度過高的鈦輥一般來(lái)說較易氧化，研磨完后，還要對(duì)鈦輥消亞光；（3）在線拋磨，鈦輥生產(chǎn)一段時(shí)間后，需進(jìn)行在線拋磨，消除表面已經(jīng)產(chǎn)生的氧化層。

按照上述工藝生產(chǎn)出來(lái)的原箔，其延伸率可以達(dá)到5%以上，因?yàn)殡娊庖褐屑尤肓藦?fù)合添加劑，原箔中存在內(nèi)應(yīng)力在存放過程中會(huì)逐步釋放，延伸率會(huì)進(jìn)一步升高，一般至少提高2至3個(gè)百分點(diǎn)。檢測(cè)撓性板的耐折性，當(dāng)延伸率在5%以上的原箔經(jīng)過釋放應(yīng)力后，此撓性板耐折次數(shù)可以達(dá)到600次以上。

原箔生產(chǎn)出來(lái)后，需經(jīng)表面處理，增加抗剝離強(qiáng)度和防氧化性能，它包括對(duì)銅箔進(jìn)行粗化層處理、耐熱層處理及防氧化層處理等。其中前兩者是在原箔毛面上進(jìn)行的，而防氧化層處理是在原箔的兩面上同時(shí)進(jìn)行的，三個(gè)處理則在同一臺(tái)表面處理機(jī)上分步驟連續(xù)完成。

原箔經(jīng)表面處理二次鍍銅后，增加表面粗糙度，使抗剝離強(qiáng)度提高到11.8 N/cm（1.2 kg/cm）以上，但因?yàn)樵拿鍾z本身就較低（一般可控制在2.5左右）。在表面處理二次鍍銅時(shí)，必須注意粗化的程度，若粗化過度，二次鍍銅產(chǎn)生的晶粒會(huì)“浮”在原箔毛面，與基體結(jié)合不牢，輕輕擦拭即掉，俗稱掉銅粉，會(huì)掉銅粉的銅箔絕不能流入下工序，所以，對(duì)原箔進(jìn)行粗化處理時(shí)，必須控制好銅和硫酸的濃度、溶液溫度以及電流密度，確保粗化層細(xì)致緊密。對(duì)原箔粗化后，成品的粗糙度Rz也不會(huì)超過3.5，達(dá)到低輪廓的要求。防氧化性能包括高溫防氧化和常溫儲(chǔ)存兩項(xiàng)性能，高溫防氧化性能是保證銅箔與基材復(fù)合時(shí)不會(huì)因高溫而氧化變色，常溫儲(chǔ)存性能是銅箔在存放過程中不會(huì)氧化，即使是在高溫高濕的環(huán)境下也能存放至少三個(gè)月以上。滿足以上兩種性能的要求需要在銅箔的光毛面電鍍鋅鉻或者其它金屬鍍層。增加銅箔的防氧化性能還涉及到一個(gè)問題，就是銅箔毛面顏色問題，許多客戶要求銅箔毛面呈黑色，這就需要在表面處理過程中電鍍合金來(lái)改變顏色，黑色合金鍍層應(yīng)穩(wěn)定不變色，而且對(duì)于后制程不會(huì)造成蝕刻不盡、短路等一系列問題的產(chǎn)生。

分切包裝工序是銅箔生產(chǎn)的最后一道工序，將表面處理后的半成品按客戶對(duì)于寬度和重量的要求分切成卷，并在分切過程中對(duì)于銅箔外觀存在的質(zhì)量問題仔細(xì)檢查，如壓坑、皺折、色差等，發(fā)現(xiàn)問題及時(shí)切除，確保成品符合客戶要求。