FPC挠性板用高延展性低轮廓铜箔生产注意点

文章来源：CPCA印制电路信息作者：龚爱清查看手机网址

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人气：6218发布日期：2017-03-09 04:57【大中小】

挠性电路板（FPC）是用挠性基材制成，其对于铜箔的需求也呈逐年上升趋势，下面就FPC所需的铜箔的生产工艺做一个简单的探讨。

铜箔的生产过程分为四个工序，溶铜工序——生箔工序——表面处理工序——分切包装工序。

溶铜工序主要就是将铜料溶解成硫酸铜溶液，并经一系列过滤净化，制备出成分合格、纯净度很高的电解液，电解液质量的好坏，直接影响着铜箔产品品质的好坏，必须严格控制溶铜造液过程所用原辅材料，还要严格控制电解液制备的生产设备和操作过程。

生产普通铜箔的电解液，成分比较简单，铜离子、硫酸是主要成分，再添加明胶和氯离子等添加剂。生产高延展性低轮廓铜箔时，为了进一步提高延伸率，还要添加细化晶粒和提高延伸率的添加剂，这种添加剂是生产此种铜箔的关键，其决定了生产出来的铜箔的物理性能。一般情况下，此种添加剂是由三至四种酸铜中间体按一定比例混合而成，包括光亮剂、整平剂和表面活性剂等，在溶液经充分循环过滤后，再添加进去，送到生箔机电镀。

生箔工序是电解铜箔生产的一道关键工序，生箔就是电解铜箔的半成品，它决定了电解铜箔的大部分质量性能，如铜箔致密度、抗拉强度、延伸率、针孔渗透点等指标，而且还在很大程度上决定了后道工序表面处理质量的好坏，也是对上道工序溶铜系统先进性和可靠性的检验。

生箔工序生产原箔时，电解液中因为加入了复合添加剂，会对生箔机电流的上限有要求，一般电解铜箔生产中，厂家为了降低单位成本，都希望能将生箔机电流送至设备额定最大值，从而提高产量，但是在生产高延展性低轮廓铜箔时，因为添加剂的加入，使得原箔在高电流密度区容易出现发白变脆现象，严重时导致连续撕边无法正常生产，所以必须调整生箔机电流与溶液流量以及添加剂浓度相匹配，达到稳定生产的目的。

电镀时一般电镀温度都会控制在50 ℃以上，这就会导致添加剂在经过生箔机槽体后，一部分被氧化分解，氧化分解产物对于电镀不仅没有帮助，反而还会影响原箔的生产，必须及时除去。所以，在电解液循环过程中，会在管路中添加活性炭；目前添加活性炭主要有两种方法，一种是在循环管路中安装有活性炭过滤器，另一种是向储液罐中直接加入活性炭；生产高延展性低轮廓铜箔，一般需使用粉末状活性炭，活性炭表面积大，吸附速率高。使用粉末活性炭的系统，需配置滤袋式过滤器或硅藻土过滤器，加入到储液罐中的粉末活性炭，经循环泵送到过滤器中，均匀涂覆于过滤器内部，对溶液中的有机分解产物可以进行多次吸附，达到连续稳定生产的目的。

原箔在生产过程中，因为复合添加剂的加入，电解液中有机物很多，而且有机物中含硫，会导致钛辊非正常氧化，生产出的原箔卷小，无法满足客户使用要求。要解决这个问题，需从几个方面着手：

（1）电解液过滤，除了正常加入活性炭外，还需要隔一段时间对溶液进行大处理，机台要全部停机，向储液罐中加入双氧水和活性炭，循环过滤除去有机物，然后再重新加入添加剂生产；

（2）钛辊研磨，粗糙度过高的钛辊一般来说较易氧化，研磨完后，还要对钛辊消亚光；

（3）在线抛磨，钛辊生产一段时间后，需进行在线抛磨，消除表面已经产生的氧化层。

按照上述工艺生产出来的原箔，其延伸率可以达到5%以上，因为电解液中加入了复合添加剂，原箔中存在内应力在存放过程中会逐步释放，延伸率会进一步升高，一般至少提高2至3个百分点。检测挠性板的耐折性，当延伸率在5%以上的原箔经过释放应力后，此挠性板耐折次数可以达到600次以上。

原箔生产出来后，需经表面处理，增加抗剥离强度和防氧化性能，它包括对铜箔进行粗化层处理、耐热层处理及防氧化层处理等。其中前两者是在原箔毛面上进行的，而防氧化层处理是在原箔的两面上同时进行的，三个处理则在同一台表面处理机上分步骤连续完成。

原箔经表面处理二次镀铜后，增加表面粗糙度，使抗剥离强度提高到11.8 N/cm（1.2 kg/cm）以上，但因为原箔的毛面Rz本身就较低（一般可控制在2.5左右）。在表面处理二次镀铜时，必须注意粗化的程度，若粗化过度，二次镀铜产生的晶粒会“浮”在原箔毛面，与基体结合不牢，轻轻擦拭即掉，俗称掉铜粉，会掉铜粉的铜箔绝不能流入下工序，所以，对原箔进行粗化处理时，必须控制好铜和硫酸的浓度、溶液温度以及电流密度，确保粗化层细致紧密。对原箔粗化后，成品的粗糙度Rz也不会超过3.5，达到低轮廓的要求。防氧化性能包括高温防氧化和常温储存两项性能，高温防氧化性能是保证铜箔与基材复合时不会因高温而氧化变色，常温储存性能是铜箔在存放过程中不会氧化，即使是在高温高湿的环境下也能存放至少三个月以上。满足以上两种性能的要求需要在铜箔的光毛面电镀锌铬或者其它金属镀层。增加铜箔的防氧化性能还涉及到一个问题，就是铜箔毛面颜色问题，许多客户要求铜箔毛面呈黑色，这就需要在表面处理过程中电镀合金来改变颜色，黑色合金镀层应稳定不变色，而且对于后制程不会造成蚀刻不尽、短路等一系列问题的产生。

分切包装工序是铜箔生产的最后一道工序，将表面处理后的半成品按客户对于宽度和重量的要求分切成卷，并在分切过程中对于铜箔外观存在的质量问题仔细检查，如压坑、皱折、色差等，发现问题及时切除，确保成品符合客户要求。

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