一種采用濺射法制備五層柔性無膠雙面覆銅箔的方法
【專利摘要】本發明公開了一種采用濺射法制備五層柔性無膠雙面覆銅箔的方法，首先準備熱固性聚酰亞胺薄膜，采用去離子水清洗，干燥后采用電暈或等離子處理；然后將處理后的薄膜放入磁控濺射鍍膜室，分兩次鍍膜，聚酰亞胺薄膜的兩個表面上濺射銅鎳、銅；鍍膜結束后取出銅-銅鎳-聚酰亞胺-銅鎳-銅的復合膜，即五層柔性無膠雙面覆銅箔；最后對覆銅箔進行退火處理。本發明的方法制備的覆銅箔僅包含5層，無膠層，具有優異的高溫性能、尺寸穩定性能；該覆銅箔可以做的很薄，最薄可以做到8微米以下，且覆銅箔各層間的結合強度高，大大減少消費電子產品的厚度。本方法中的銅層不需要經歷涂布、壓合等工藝過程，產品良率高。
【專利說明】—種采用濺射法制備五層柔性無膠雙面覆銅箔的方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及覆銅箔技術，具體涉及一種采用濺射法制備五層柔性無膠雙面覆銅箔的方法。
【背景技術】
[0002]目前，由于手機、數碼相機、筆記本等消費電子產品不斷向輕、薄、短、小的方向發展，這些電子產品中的線路板要求越來越薄。原來的PCB線路板已經不再適用于制造其中的線路，柔性單面覆銅箔的市場份額也不斷縮小，柔性雙面覆銅箔的市場份額越來越大，尤其是柔性無膠雙面覆銅箔更加受到市場的青睞。
[0003]現在，市場中的柔性無膠雙面覆銅箔一般采用層壓法制備，即將各種薄膜與兩層銅箔采用層壓機層壓而成。例如，專利CN201110253254提出了一種柔性無膠雙面覆銅箔的制作工藝，先在銅箔上涂敷非熱固性聚酰亞胺的前體溶液，干燥形成非熱塑性聚酰亞胺層后，再涂覆熱塑性聚酰亞胺的前體溶液，干燥后得到熱塑性聚酰亞胺層，再進行亞胺化得到單面無膠覆銅箔，將兩片這樣的單面無膠覆銅箔熱壓便得到無膠雙面覆銅箔。專利CN102408564A提出了一種柔性無膠雙面覆銅箔的制作工藝，其方法是制備熱塑性聚酰亞胺前體溶液，然后將它涂覆在銅箔上，制備成熱塑性聚酰亞胺樹脂層，然后在其上涂覆非熱塑性聚酰亞胺的前體溶液，干燥后得到非熱塑性聚酰亞胺層，之后再在其上涂覆熱塑性聚酰亞胺的前體溶液，制備熱塑性聚酰亞層，將此復合層進行亞胺化之后得到單面覆銅箔，然后將兩層單面覆銅箔壓合得到雙面覆銅箔。發明專利CN101420820提出一種雙面柔性覆銅箔及其制作方法，其方法是在銅箔上涂布聚酰胺酸制成單面撓性覆銅箔；將單面撓性覆銅箔與銅箔或另一單面撓性覆銅箔之間涂布膠粘劑并復合后制得雙面撓性覆銅箔。專利CN102009515A公開了一種雙面撓性覆銅板的制作方法，其方法是先制備熱塑性聚酰亞胺樹脂前驅溶液，然后在銅箔上涂布上述制得的熱塑性聚酰亞胺樹脂前驅溶液，烘干后得到單面板;取兩片上述制得的單面板并以其上樹脂涂層相對分別貼合于預先準備的聚酰亞胺薄膜的兩面上，在高溫下壓合得到二層法雙面撓性覆銅板。
[0004]采用壓合法制備的覆銅箔有以下缺點:一是在制備過程中銅箔會受到不同程度的損害，這會影響到產品的良率；二是這種方法制備的產品一般有五層結構，產品較厚，并且工藝復雜；三是層壓法制備的產品所用的銅箔不能太薄，其厚度都在8微米以上，絕大多數都在12微米以上， 目前市場上這種產品中的銅箔未見有8微米以下的。

【發明內容】

[0005]發明目的:為了克服現有技術中存在的不足，本發明提供一種采用濺射法制備五層柔性無膠雙面覆銅箔的方法。
[0006]技術方案:為實現上述目的，本發明的一種采用濺射法制備五層柔性無膠雙面覆銅箔的方法，包括以下步驟:
(I)準備熱固性聚酰亞胺薄膜，厚度4-12微米，采用去離子水清洗，在80-100°C干燥，然后采用電暈或等離子處理；
(2)將經過步驟(1)處理后的薄膜放入磁控濺射鍍膜室，抽真空至10_2Pa，充入氬氣，調整氣壓為Ι-lOPa，清洗薄膜表面，然后再抽真空至10_3Pa，調整工作電壓為200-500V，濺射占空比30-70%，開始進行鍍膜；
(3)鍍膜分兩次進行:
第一次鍍膜時，靶材為CuNi合金，鍍膜的厚度控制在50微米以內；
第二次鍍膜時，將靶材換為純銅，當銅層的厚度達到1-12微米，關閉磁控濺射鍍膜室的鍍膜系統，取出銅-銅鎳-聚酰亞胺-銅鎳-銅的復合膜，即五層柔性無膠雙面覆銅箔；
(4)在80-100°C對覆銅箔進行退火處理，退火時間為1-2小時。
[0007]所述步驟(2)中，清洗薄膜表面采用的方法是充入氮氣、用氮氣進行清洗。
[0008]所述步驟(1)中，熱固性聚酰亞胺薄膜的厚度為4.5-6微米。
[0009]所述步驟(1)中，干燥溫度為85-95°C。[0010]所述步驟(2)中，充入氬氣，調整氣壓為2_8Pa。
[0011]所述步驟(3)中，第二次鍍膜時，當銅層的厚度達到1.5~3微米，關閉磁控濺射鍍膜室的鍍膜系統。
[0012]有益效果:本發明的方法制備的覆銅箔僅包含5層，分別是銅、銅鎳、聚酰亞胺、銅鎳、銅，不含膠層，其制備方法是采用磁控濺射的方法，分兩次鍍膜，在聚酰亞胺薄膜的兩個表面上濺射銅鎳、銅；該覆銅箔具有優異的耐高溫性能、尺寸穩定性能。其中銅箔的厚度可以通過工藝進行調整，一般控制在1-18微米范圍內，所采取的聚酰亞胺薄膜一般為4-12微米，因此該覆銅箔可以做的很薄，最薄可以做到8微以下，而目前壓合工藝制備的雙面覆銅箔的厚度一般在30微米以上。這樣可以大大減少消費電子產品的厚度。由于產品中不含有熱塑性聚酰亞胺，尺寸穩定性能比層壓法的產品更加優異。采用熱固性聚酰亞胺，高溫性能優異。真空濺射的制備方式，使得銅層的導電率高，覆銅箔導電性能優異。本發明采用了銅鎳過渡層，使得各層間的結合強度更高。此外，本方法制備的覆銅箔中的銅層不需要經歷涂布、壓合等工藝過程，產品良率高。
【具體實施方式】
[0013]下面結合實施例對本發明作更進一步的說明。
[0014]實施例1
準備熱固性聚酰亞胺薄膜，厚度4微米，采用去離子水清洗，在100°C干燥，然后采用等離子處理。
[0015]將薄膜放入磁控濺射鍍膜室，抽真空至10_2Pa，充入氬氣，調整氣壓為IPa，清洗薄膜表面，清洗薄膜表面采用的方法是充入氮氣、用氮氣進行清洗；然后再抽真空至10_3Pa，調整工作電壓為200V，濺射占空比30%，開始進行鍍膜。
[0016]鍍膜分兩次進行:第一次鍍膜時，靶材為CuNi合金，鍍膜的厚度控制在0.01微米以下；第二次鍍膜時，將靶材換為純銅，采用在線檢測測量，當銅層的厚度達到1.5微米，關閉磁控濺射鍍膜室的鍍膜系統，取出銅-銅鎳-聚酰亞胺-銅鎳-銅的復合膜，在80°C進行退火處理I小時，即得到五層柔性無膠雙面覆銅箔，該五層柔性無膠雙面覆銅箔的厚度為7微米，測量尺寸穩定性為0.030%。[0017]實施例2
準備熱固性聚酰亞胺薄膜，厚度12微米，采用去離子水清洗，在80°C干燥，然后采用等離子處理。
[0018]將薄膜放入磁控濺射鍍膜室，抽真空至10_2Pa，充入氬氣，調整氣壓為6Pa，清洗薄膜表面，然后再抽真空至10_3Pa，調整工作電壓為500V，濺射占空比50%，開始進行鍍膜。
[0019]鍍膜分兩次進行:第一次鍍膜時，靶材為CuNi合金，鍍膜的厚度控制在0.009微米；第二次鍍膜時，將靶材換為純銅，采用在線檢測測量，當銅層的厚度達到3微米，關閉磁控濺射鍍膜室的鍍膜系統，取出銅-銅鎳-聚酰亞胺-銅鎳-銅的復合膜，在100°C進行退火處理2小時，即得到五層柔性無膠雙面覆銅箔，該五層柔性無膠雙面覆銅箔的厚度為18微米，測量尺寸穩定性為0.025%。
[0020]實施例3
準備熱固性聚酰亞胺薄膜，厚度8微米，采用去離子水清洗，在90°C干燥，然后采用電暈雙面處理。
[0021]將薄膜放入磁控濺射鍍膜室，抽真空至10_2Pa，充入氬氣，調整氣壓為10Pa，清洗薄膜表面，然后再抽真空至10_3Pa，調整工作電壓為300V，濺射占空比70%，開始進行鍍膜。
[0022]鍍膜分兩次進行:第一次鍍膜時，靶材為CuNi合金，鍍膜的厚度控制在0.008微米；第二次鍍膜時，將靶材換為純銅，采用在線檢測測量，當銅層的厚度達到2.5微米，關閉磁控濺射鍍膜室的鍍膜系統，取出銅-銅鎳-聚酰亞胺-銅鎳-銅的復合膜，在90°C進行退火處理1.5小時，即得到 五層柔性無膠雙面覆銅箔，該五層柔性無膠雙面覆銅箔的厚度為14微米，測量尺寸穩定性為0.030%。
[0023]實施例4
準備熱固性聚酰亞胺薄膜，厚度6微米，采用去離子水清洗，在100°C干燥，然后采用等離子處理。
[0024]將薄膜放入磁控濺射鍍膜室，抽真空至10_2Pa，充入氬氣，調整氣壓為2Pa，清洗薄膜表面，清洗薄膜表面采用的方法是充入氮氣、用氮氣進行清洗；然后再抽真空至10_3Pa，調整工作電壓為200V，濺射占空比30%，開始進行鍍膜。
[0025]鍍膜分兩次進行:第一次鍍膜時，靶材為CuNi合金，鍍膜的厚度控制在0.0085微米；第二次鍍膜時，將靶材換為純銅，采用在線檢測測量，當銅層的厚度達到2微米，關閉磁控濺射鍍膜室的鍍膜系統，取出銅-銅鎳-聚酰亞胺-銅鎳-銅的復合膜，在80°C進行退火處理I小時，即得到五層柔性無膠雙面覆銅箔，該五層柔性無膠雙面覆銅箔的厚度為10微米，測量尺寸穩定性為0.023%。
[0026]實施例5
準備熱固性聚酰亞胺薄膜，厚度5微米，采用去離子水清洗，在85°C干燥，然后采用等離子處理。
[0027]將薄膜放入磁控濺射鍍膜室，抽真空至10_2Pa，充入氬氣，調整氣壓為3Pa，清洗薄膜表面，然后再抽真空至10_3Pa，調整工作電壓為500V，濺射占空比50%，開始進行鍍膜。
[0028]鍍膜分兩次進行:第一次鍍膜時，靶材為CuNi合金，鍍膜的厚度控制在0.009微米；第二次鍍膜時，將靶材換為純銅，采用在線檢測測量，當銅層的厚度達到1.2微米，關閉磁控濺射鍍膜室的鍍膜系統，取出銅-銅鎳-聚酰亞胺-銅鎳-銅的復合膜，在100°C進行退火處理2小時，即得到五層柔性無膠雙面覆銅箔，該五層柔性無膠雙面覆銅箔的厚度為7微米，測量尺寸穩定性為0.023%。
[0029]實施例6
準備熱固性聚酰亞胺薄膜，厚度4微米，采用去離子水清洗，在95°C干燥，然后采用等離子處理。
[0030]將薄膜放入磁控濺射鍍膜室，抽真空至10_2Pa，充入氬氣，調整氣壓為5Pa，清洗薄膜表面，然后再抽真空至10_3Pa，調整工作電壓為500V，濺射占空比50%，開始進行鍍膜。
[0031]鍍膜分兩次進行:第一次鍍膜時，靶材為CuNi合金，鍍膜的厚度控制在0.009微米；第二次鍍膜時，將靶材換為純銅，采用在線檢測測量，當銅層的厚度達到I微米，關閉磁控濺射鍍膜室的鍍膜系統，取出銅-銅鎳-聚酰亞胺-銅鎳-銅的復合膜，在100°c進行退火處理2小時，即得到五層柔性無膠雙面覆銅箔，該五層柔性無膠雙面覆銅箔的厚度為6微米，測量尺寸穩定性為0.028%。
[0032]實施例7
準備熱固性聚酰亞胺薄膜，厚度4.5微米，采用去離子水清洗，在80°C干燥，然后采用等離子處理。
[0033]將薄膜放入磁控濺射鍍膜室，抽真空至10_2Pa，充入氬氣，調整氣壓為8Pa，清洗薄膜表面，然后再抽真空至10_3Pa，調整工作電壓為300V，濺射占空比50%，開始進行鍍膜。
[0034]鍍膜分兩次進行:第一次鍍膜時，靶材為CuNi合金，鍍膜的厚度控制在0.008微米；第二次鍍膜時，將靶材換為純銅，采用在線檢測測量，當銅層的厚度達到1.5微米，關閉磁控濺射鍍膜室的鍍膜系統，取出銅-銅鎳-聚酰亞胺-銅鎳-銅的復合膜，在100°C進行退火處理I小時，即得到五層柔性無膠雙面覆銅箔，該五層柔性無膠雙面覆銅箔的厚度為
6.5微米，測量尺寸穩定性為0.029%。
[0035]以上所述僅是本發明的優選實施方式，應當指出:對于本【技術領域】的技術人員來說，在不脫離本發明原理的前提·下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應視為本發明的保護范圍。
【權利要求】
1.一種采用濺射法制備五層柔性無膠雙面覆銅箔的方法，其特征在于包括以下步驟: (1)準備熱固性聚酰亞胺薄膜，厚度4-12微米，采用去離子水清洗，在80-100°C干燥，然后采用電暈或等離子處理； (2)將經過步驟(1)處理后的薄膜放入磁控濺射鍍膜室，抽真空至10_2Pa，充入氬氣，調整氣壓為Ι-lOPa，清洗薄膜表面，然后再抽真空至10_3Pa，調整工作電壓為200-500V，濺射占空比30-70%，開始進行鍍膜； (3)鍍膜分兩次進行: 第一次鍍膜時，靶材為CuNi合金，鍍膜的厚度控制在50微米以內； 第二次鍍膜時，將靶材換為純銅，當銅層的厚度達到1-12微米，關閉磁控濺射鍍膜室的鍍膜系統，取出銅-銅鎳-聚酰亞胺-銅鎳-銅的復合膜，即五層柔性無膠雙面覆銅箔； (4)在80-100°C對覆銅箔進行退火處理，退火時間為1-2小時。
2.根據權利要求1所述的采用濺射法制備五層柔性無膠雙面覆銅箔的方法，其特征在于:所述步驟(2)中，清洗薄膜表面采用的方法是充入氮氣、用氮氣進行清洗。
3.根據權利要求1所述的采用濺射法制備五層柔性無膠雙面覆銅箔的方法，其特征在于:所述步驟(1)中，熱固性聚酰亞胺薄膜的厚度為4.5-6微米。
4.根據權利要求1所述的采用濺射法制備五層柔性無膠雙面覆銅箔的方法，其特征在于:所述步驟(1)中，干燥溫度為85-95°C。
5.根據權利要求1所述的采用濺射法制備五層柔性無膠雙面覆銅箔的方法，其特征在于:所述步驟(2)中，充入氬氣，調整氣壓為2-8Pa。`
6.根據權利要求1所述的采用濺射法制備五層柔性無膠雙面覆銅箔的方法，其特征在于:所述步驟(3)中，第二次鍍膜時，當銅層的厚度達到1.5^3微米，關閉磁控濺射鍍膜室的鍍膜系統。
【文檔編號】C23C14/16GK103668094SQ201310643383
【公開日】2014年3月26日 申請日期:2013年12月5日 優先權日:2013年12月5日
【發明者】楊衛國 申請人:江蘇科技大學