融合设备状态和产品要求的电解铜箔制造工艺参数优化

针对当前电解铜箔制造工艺参数的优化仅考虑产品要求的问题,提出了一种融合设备状态和产品要求的电解铜箔制造工艺参数优化方法。首先,为辨识铜箔制造中工艺、设备与产品参数之间的非线性关系,建立了基于神经网络的“工艺-设备”与产品参数的映射模型,并通过构建当前生产模式与历史生产模式的相似性度量方法,确定当前工艺参数的优化初始点;然后,基于所建立的映射模型、设备状态和产品要求构建多目标约束函数,并利用遗传算法优化工艺参数,获得同时满足设备状态和产品要求的最佳工艺参数。企业的生产验证表明:相较于仅考虑产品要求的工艺优化方法,所提方法优化后的工艺参数能在相同的设备状态下获得质量更好的产品,在常温/高温抗拉强度、常温/高温延伸率和树脂剥离强度这5项关键指标上,分别提升了6.1 MPa、6.1 MPa、1.9%、0.7%和0.22 N/mm,生箔制备和表面处理的生产效率也提高了2.65%和7.5%,能够有效保证并提高铜箔的质量和生产效益。

高强极薄铜箔制造过程的质量管控要素及常见质量问题的应对分析

随着电子产品的小型化、轻薄化,对电解铜箔的厚度和性能都提出了更高的要求,厚度更薄且综合性能更强的高强极薄铜箔的研发及产业化生产已经成为我国亟需解决的重要问题。由于高强极薄铜箔的制造过程复杂且耦合性强,产品质量控制因素多且质量问题影响因素复杂,制造过程的质量稳定性控制已成为制约高强极薄铜箔产业化生产的主要瓶颈问题。因此,以电解式高强极薄铜箔制造过程为主线,对各阶段产品的质量管控要素、质量管控方式以及常见质量问题的应对方法进行了系统的分析和探讨,致力于形成系统化的领域专家经验知识,为高强极薄铜箔制造过程的质量控制及量化稳定生产提供解决对策。

2-巯基噻唑啉对电解铜箔组织结构和力学性能的影响

[目的]研究电解液中2-巯基噻唑啉(2-MTZ)浓度对电解铜箔组织结构、表面粗糙度、力学性能及电沉积行为的影响。[方法]采用钛板为基材,在由80 g/L Cu2+、100 g/L硫酸和0~20 mg/L 2-MTZ组成的电解液中直流电沉积制备铜箔。利用X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)、表面粗糙度仪、拉伸试验机和电化学工作站分析了所得铜箔的组织结构和性能。[结果]2-MTZ的加入能够细化铜箔晶粒,当2-MTZ的质量浓度为5mg/L时,铜箔展现出最均匀致密的表面,粗糙度最低,抗拉强度最高(约为525MPa)。循环伏安测试结果显示,2-MTZ能够增强铜电沉积过程的阴极极化。随着2-MTZ质量浓度增大,铜电沉积的形核密度先增大后减小,扩散系数逐渐降低。[结论]电解液中添加适量2-MTZ有利于获得微观结构和力学性能良好的电解铜箔。

附载体极薄铜箔中新型无机/有机复合剥离层的研究

[目的]剥离层是成功制备和应用附载体极薄铜箔的关键所在。针对目前单一无机或有机剥离层存在的问题,开展了无机-有机复合剥离层的研究,以期实现载体箔/剥离层/极薄铜箔的多界面剥离强度的差异化控制。[方法]首先电沉积制备了35μm厚的铜箔为载体箔,然后依次电沉积Zn-Ni合金层和浸镀2-巯基苯并咪唑(2-MBI)有机层,构建了无机/有机复合剥离层,最后在复合剥离层上电沉积极薄铜箔,制备出附载体极薄铜箔。[结果]Zn-Ni合金层浸镀于2-MBI中时,2-MBI分子可通过其N原子和S原子与Zn、Ni发生键合而锚定在合金层表面,进而构成Zn-Ni合金/2-MBI复合剥离层,令载体箔与极薄铜箔之间的剥离强度适中(约0.083N/mm),且两者剥离后极薄铜箔的光面无Zn-Ni合金残留。[结论]采用无机/有机复合剥离层可实现载体箔/剥离层/极薄铜箔多界面剥离强度的差异化控制,为成功制备附载体极薄铜箔奠定了基础。

低轮廓电解铜箔表面微细粗化工艺研究

目的针对低轮廓电解铜箔剥离强度不足的问题,进行铜箔表面微细粗化处理研究,通过在铜箔表面生成可控形态的针状结构粗化层,以期在不影响低轮廓铜箔表面整体轮廓的条件下,提高铜箔的抗剥离性能。方法采用电化学微细粗化法,以NaOH和K_(2)S_(2)O_(8)的混合溶液为粗化电解液,研究电流密度、NaOH浓度及K_(2)S_(2)O_(8)浓度等主要工艺参数对铜箔表面针状结构形貌、粗糙度及铜箔剥离强度的影响。结果经过微细粗化处理后,低轮廓电解铜箔表面形成了针状多面体结构,在粗化电流密度为1.5 A/dm^(2)、粗化液中NaOH质量浓度为100 g/L、K_(2)S_(2)O_(8)质量浓度为20 g/L的条件下,粗化层形成的针状多面体结构致密且均匀,铜箔的剥离强度提升至0.48 N/mm。结论通过电化学微细粗化法,在低轮廓电解铜箔表面成功制备了针状结构的粗化层,通过优化微细粗化工艺参数,实现了铜箔表面针状结构粗化层的可控制备,在保证铜箔低表面粗糙度的同时,有效提高了铜箔的剥离强度。

附载体极薄铜箔的剥离机制

目的研究一种极薄铜箔制备过程中所需要的新型剥离层结构,以此来实现极薄铜箔的顺利剥离。方法利用两步电沉积法制备了可剥离的极薄铜箔,利用EBSD分析了“载体铜箔-剥离层-极薄铜箔”结构的附载体铜箔截面晶粒分布规律,利用聚焦离子束技术(FIB)制备了TEM样品,通过HRTEM对“载体铜箔-剥离层-极薄铜箔”结构中剥离层/极薄铜箔、剥离层/载体铜箔的界面微观结构进行了研究。结果与单一Ni剥离层相比,通过两步电沉积法制备的复合剥离层(Ni,Cr-O)具有更好的可剥离性,复合剥离层由有序Ni层和无序Cr-O层组成。复合剥离层中的Ni层与载体铜箔相结合,界面完全共格,形成较强的界面结合;复合剥离层中的无序Cr-O层与极薄铜箔相结合,Cr-O层与极薄铜箔界面原子紊乱,形成较弱的界面结合。对制备的极薄铜箔剥离强度进行测试可知,极薄铜箔与载体铜箔能够剥离,极薄铜箔与剥离层之间的剥离强度约为0.01N/mm。结论利用载体铜箔-剥离层、极薄铜箔-剥离层结合界面的差异化实现了界面结合的差异化,复合剥离层内有序和无序的结构分布调控了载体铜箔与剥离层、极薄铜箔与剥离层之间的界面结合,使剥离层与极薄铜箔之间的结合弱于剥离层与载体铜箔之间的结合,有助于极薄铜箔与剥离层分离,同时剥离层与载体铜箔之间不会分离,进而获得可洁净剥离的极薄铜箔。

化学镀镍/金PCB焊点失效分析

以印制电路板(PCB)焊点焊接不良为例,通过外观检查、扫描电子显微镜(SEM)和能量色散谱(EDS)分析及切片分析等方法,分析其失效机理与原因。通过SEM发现焊盘表面镀层有严重龟裂的现象,镍层裂纹暴露于空气中后发生氧化反应而出现连续镍层腐蚀现象,这是最终导致焊盘表面上锡不良的主要诱因。

一种用于Mini LED覆铜板的黑色树脂胶液的制备方法

本文介绍了一种MiniLED覆铜板用黑色树脂胶液的制备方法。该方法首先研究制备了聚多巴胺改性苯胺黑,再将此改性苯胺黑与环氧树脂制成聚多巴胺改性苯胺黑环氧树脂,并进一步与与聚苯醚、双酚A型氰酸酯树脂、聚丁二烯、咪唑、过氧化二异丙苯、4,4-一二氨基二苯矾(DDS)等混合制成黑色树脂胶液。采用该黑色树脂胶液制成的黑色覆铜板,不但降低了板材的光线透过率,克服了现有FR-4覆铜板易透光的缺陷,同时在不影响其它性能的前提下,提高了板材力学性能、绝缘性及耐热性等,可用作MiniLED基板。

汽车电子的发展与电子铜箔的应对

文章介绍了汽车电子的分类与发展趋势,针对汽车用电路板的要求,阐述了相关铜箔的应对方案以及铜箔特性。未来,电子铜箔发展高峰,继智能手机之后,将会由汽车电子强力拉动。

低轮廓电解铜箔制备工艺参数的优化

采用直流电沉积法制备了低轮廓电解铜箔,在仅以明胶作为添加剂的情况下研究了钛基体(阴极)表面粗糙度、电流密度、硫酸质量浓度、铜离子质量浓度、电解液温度等工艺参数对铜箔表面形貌及粗糙度的影响。确定最佳的工艺条件为:钛基体表面粗糙度(Rz)1~2μm,电流密度4.0 A/dm^(2),硫酸100 g/L,铜离子60 g/L,电解液温度37°C。所得铜箔表面形貌良好,粗糙度(Rz)小于1.8μm。

面向高强极薄铜箔制造过程的多维度质量控制系统设计

高强极薄铜箔的制造过程具有工艺复杂、各阶段耦合性强、产品质量影响因素多等特点,面向制造过程的质量控制技术及相关质量控制系统将是实现其高效稳定生产的重要保证。针对现阶段铜箔制造企业在高强极薄铜箔制造工艺稳定性和质量控制方面相关技术和软件系统上的缺失,提出了一套多维度质量控制系统设计方案。通过对铜箔制造过程及其质量管控需求进行分析,建立了具有三层架构的系统框架,重点从产品质量控制、工艺质量智能保证及生产系统运行质量监测3个维度对各子系统的内涵及功能进行了设计,为实现高强极薄铜箔的高效稳定及智能化生产提供保证,并可供质量控制领域自主工业软件研发借鉴。

PEG和MPS对电解铜箔结构和力学性能的影响

针对目前工业生产中电解铜箔力学性能较差的问题,采用直流电沉积法制备18μm厚的电解铜箔。探究了在基础电解液(由Cu^(2+)100 g/L、硫酸110 g/L和盐酸40 mg/L组成)中单独添加或同时添加聚乙二醇(PEG)和3-巯基-1-丙烷磺酸钠(MPS)时对铜箔微观形貌、力学性能和晶相结构的影响,并分析了二者对Cu^(2+)电沉积形成铜箔过程中成核的影响。结果表明,PEG和MPS协同作用可以显著提高初始阶段的成核密度,减少气孔等缺陷,令铜箔的致密度和表面平整性得到改善,抗拉强度大幅提升。当同时采用2.0 mg/L MPS和1.2 mg/L PEG作为添加剂时,得到的铜箔力学性能最优,抗拉强度和延伸率分别为425 MPa和5.3%,相比于无添加剂时分别提高了57%和60%。

热固性马来酰亚胺树脂组合物及在覆铜板中的应用

本文介绍了一种热固性马来酰亚胺树脂组合物及其在覆铜板中的应用,其介电性和粘接性良好、能够长期保持粘接力,且能够提供耐回流性优异的固化物。

无卤高频碳氢覆铜板的设计及性能研究

以不同分子量碳氢树脂按比例混合作为主体树脂,加入部分特种环氧树脂来提高板材的抗剥离性能,并选用不同粒径的无机填料按比例加入来降低膨胀系数(CTE),采用不同无卤阻燃剂按比例混合使用来提高阻燃效果,再加以引发剂、固化剂、溶剂等制得所需胶液,最终成功制备无卤高频碳氢覆铜板(CCL)。该覆铜板具有较高的剥离强度、高耐热、低Z轴CTE、低介电常数(Dk),以及良好的机械加工性等优点,在通信领域、车载毫米波雷达、物联网、汽车电子等领域的高多层高频线路板中具有广阔的应用前景。

碳氢树脂基高速极低损耗覆铜板的制备及性能研究

以苯乙烯、丁二烯、丙乙烯等为原料制得碳氢树脂聚合物,再以自制的碳氢树脂聚合物、固化剂、引发剂、阻燃剂、填料、溶剂等制得胶液,最终成功制备碳氢树脂基高速极低损耗覆铜板。制备的覆铜板具有高耐热、低热膨胀系数、优良的介电性能以及良好的机械加工性等优点。玻璃化转变温度为209℃,Z轴热膨胀系数为1.50%,在10 GHz下的介电常数(Dk)为3.68,介电损耗(Df)为0.0037。该覆铜板在汽车电子、手机通信、服务器以及5G通信领域的高多层、高速化线路板中具有很好的应用前景。

改性聚偏氟乙烯树脂覆铜板的制备方法

设计一种改性聚偏氟乙烯树脂组合物和覆铜板(CCL)的制备方法,在改性聚偏氟乙烯的制备中添加钛酸钡陶瓷粉,可增强黏合力和韧性;同时降低树脂组合物的固化温度,提高存储稳定性;在CCL中应用不仅有效改善了耐热性,同时也提高了电性能,具备较低的介电常数和介电损耗、较好的力学强度、高耐热、高Tg,且大大降低了成本。

印制板用电解铜箔后处理工艺的研究

研究了一种新的印制板用电解铜箔后处理工艺,依次进行电镀Zn-Ni基三元合金、铬酸盐钝化、浸有机膜等。给出了电镀Zn-Ni基三元合金和铬酸盐钝化的工艺参数,并对各影响因素进行了分析。对经过上述工艺处理的电解铜箔进行了性能测试,结果表明,经过该工艺处理的电解铜箔的耐蚀性、耐热性和与印制板基体的结合强度等均有明显提高,铜箔的抗剥强度为2.15,劣化率为1.38%。

电沉积Zn-Ni-Sn合金工艺研究

采用碱性焦磷酸盐体系在电解铜箔上电镀Zn-Ni-Sn三元合金可改善铜箔表面的综合性能。通过研究主盐含量、pH值、温度、电流密度对镀层质量的影响,选择了合适的添加剂,并对其极化行为进行了研究,优化确定了电镀Zn-Ni-Sn三元合金的镀液组成和工艺条件。经过处理后的电解铜箔耐蚀性、耐热性和粘合强度等性能指标均有明显提高。

电沉积Zn-Sn合金工艺的研究

在电解铜箔上采用碱性焦磷酸盐体系电镀Zn-Sn合金,可改善铜箔表面的综合性能。研究了配位剂、pH值、温度、电流密度等对镀层质量的影响,选择了合适的添加剂,并对其极化行为进行了研究,优化确定了电镀Zn-Sn合金的镀液组成和工艺条件。经过处理后的电解铜箔耐蚀性、耐热性和粘合强度等性能均有明显提高。

氯离子质量浓度及电场强度对电解铜箔性能的影响

针对电解铜箔生产过程中表面形貌和力学性能差的问题,采用明胶作为添加剂,通过直流电沉积Cu+方法制备了厚度为8μm的电解铜箔,分析了盐酸中Cl^(-)与有机物(十六烷基三甲基氯化铵)中Cl^(-)对电解铜箔表面形貌和力学性能的影响。通过ANSYS Maxwell软件模拟电场强度解释铜箔边缘镀层粗糙的原因。研究结果表明:有机物中的Cl^(-)比盐酸中的Cl^(-)更能提高电解铜箔的表面形貌和力学性能,由于阴极板边缘部分的电场强度高于极板中央位置,导致铜箔边缘镀层较为粗糙。当添加有机物中的Cl^(-)的质量浓度为2 mg/L时,电解铜箔光亮度最佳,均匀致密,粗糙度R_(z)为3.6μm,晶粒尺寸细小,为31 nm,抗拉强度达到380.9 MPa。