阅读说明：本技术 一种稳定覆铜板电镀铜涨缩的方法 (Method for stabilizing copper-clad plate electroplated copper expansion and shrinkage ) 是由 罗学涛 刘文鑫 黄柳青 陈志城 吕凤洋 赵士忠 于 2021-06-16 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种稳定FPC基材—覆铜板在电镀铜时涨缩不定的方法,该方法在电镀铜的前处理中采用配有恒温箱的振动台对经过钻孔、等离子和黑孔的铜箔进行干燥振动处理,在干燥铜箔的同时释放残余内应力,之后用适当温度的热水进行水洗和预浸,以保证在正式镀铜之前的涨缩值为正。正式镀铜时合理设置电镀缸内溶液的温度、阴极的电流密度上限值,并通过安装激振器与连接杆于飞靶槽上,通过传递作用使铜箔在电镀杠内持续不断的发生振动,加速溶液的对流,有效的使阴极上的铜细晶化,从而稳定涨缩值,便于技术人员计算并给出相应涨缩补偿值。(The invention discloses a method for stabilizing the indeterminate expansion and contraction of an FPC (flexible printed circuit) substrate-copper clad laminate during copper electroplating, which comprises the steps of carrying out drying vibration treatment on a copper foil subjected to drilling, plasma and black holes by adopting a vibrating table provided with a constant temperature box in the pretreatment of copper electroplating, releasing residual internal stress while drying the copper foil, and then carrying out water washing and presoaking by using hot water at a proper temperature to ensure that the expansion and contraction value is positive before formal copper plating. The upper limit values of the temperature of the solution in the electroplating cylinder and the current density of the cathode are reasonably set during formal copper plating, and the copper foil continuously vibrates in the electroplating bar through the transmission action by installing a vibration exciter and a connecting rod on the flying target groove, so that the convection of the solution is accelerated, the copper on the cathode is effectively refined, the expansion and contraction value is stabilized, and technicians can calculate and give corresponding expansion and contraction compensation values conveniently.)

一种稳定覆铜板电镀铜涨缩的方法

技术领域

本发明涉及电镀领域，具体涉及一种稳定覆铜板镀铜涨缩的方法。

背景技术

FPC，指柔性电路板，又称为柔性印刷电路板，它是现代电子产品飞速发展的重要支撑，它具有体积小、重量轻、韧性好、散热快等诸多优点，它构成了电子产品的核心部件，决定了电子产品的功能和性能。现如今，FPC制作工艺飞速发展，产业对FPC提出了更高的要求，即要求拥有更好的尺寸稳定性，更精确的尺寸设计，而这些要求，最终都要落实到FPC的基材—覆铜板上。

在生产过程中，如何控制覆铜板涨缩成为制作优良FPC的突破口。在现有工艺上，镀铜环节产生的涨缩不太稳定，在镀铜之后，涨缩值有正有负，浮动明显，这使得技术人员无法提供稳定的涨缩补偿值，从而影响钻孔与内存的对准度，文字的对准度以及成品的尺寸公差等。而引起基板涨缩的因素有很多，其中，以基板在钻孔或者切割时留下的残余内应力释放而导致的涨缩以及基板的吸湿性导致的尺寸变化最为明显。

发明内容

为了解决上述提到的问题，本发明提供了一种稳定FPC镀铜涨缩值的方法，以解决FPC铜箔基材在镀铜后涨缩值有正有负，极不稳定的问题。

为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：

一种稳定覆铜板电镀铜涨缩的方法，包括：

1)电镀铜前，在40-50℃对覆铜板干燥振动处理，以释放之前工序所造成的残留内应力。

2)在水洗、微蚀和酸浸过程中设置温度梯度，避免温差过大而造成的收缩。

3)覆铜板在振动状态下进行镀铜，阴极电流的密度增加至3.6-4.0ASD；电镀溶液的温度为35±2℃，以使镀层细晶化，从而稳定涨缩。其中，若电镀缸内电镀溶液的温度超过40℃，则会导致镀层粗糙，结晶粗大，而温度低于30℃，温度梯度大，易导致铜箔收缩，故取溶液温度为35±2℃；通过带动覆铜板进行振动不仅能将孔内气泡、杂物等及时排出，而且能加速溶液的对流，使阴极溶液附近消耗的金属离子得到及时补充，此时提高了阴极电流密度，可得到细致紧密的镀层。

进一步的，步骤1)中覆铜板的振动频率为20-30Hz。

进一步的，步骤1)中覆铜板的振动时长为5-10min，振幅为3-5mm。

进一步的，步骤2)中反复水洗、蚀刻温度逐渐降低，温度梯度为2-5℃，在水洗、酸浸时逐渐升至35±2℃。

进一步的，步骤3)中覆铜板的振动频率为30-40Hz。

进一步的，激振器通过连接杆与飞靶槽刚性连接，带动飞靶上夹持的覆铜板振动。

整个控制镀铜过程涨缩的步骤如下：

S1：将经过钻孔、等离子和黑孔等必备工序后的覆铜板放入装备有恒温箱的振动平台，设置恒温箱温度为45±5℃，振动平台设置振动频率为20-30Hz，振幅为3-5mm的水平振动，进行5-10min的干燥振动处理。

S2：首先采用40±2℃的热水对已完成干燥振动处理的覆铜板进行水洗，并不断降低温度反复清洗至30℃，随后添加28℃的双氧水加硫酸微蚀剂进行微蚀，微蚀结束后，使用30℃水进行重复水洗后放置于35±2℃硫酸中进行酸浸；

S3：正式电镀时，用飞靶夹住覆铜板，垂直放置于硫酸铜溶液中，设置飞靶的移动速度为1.8-2.0m/min，电流密度为3.6-4.0ASD，同时开启激振器，频率为30-40Hz，带动覆铜板在溶液里往复振动；

S4：电镀完成后，用35℃水进行多次水洗，即可下料，进行后处理，并移至下一道工序。

上述装备恒温箱的振动台，其为复合结构，在恒温箱里放置振动台，振动台面积为400mm×400mm，振动方向为水平，振动频率为20-30Hz，振动时长为5-10min，振幅为3-5mm。恒温箱内箱尺寸为500mm×500mm，设置温度45±5℃。

上述激振器，通过固有连接杆与飞靶槽发生刚性连接，且飞靶槽与飞靶也属于刚性连接，可通过传递作用使得夹持于飞靶上覆铜板发生振动，设置激振器的频率为30-40Hz，激振力为1000N。

上述电镀缸内的溶液温度升至35±2℃，电流密度增至3.6-4.0ASD。

与现有技术相比较，本发明的有益效果如下：

本发明提供了一种稳定覆铜板电镀铜涨缩的方法，通过在电镀前处理中对覆铜板进行干燥振动，设置温度梯度的水洗、蚀刻工艺，电镀时依靠激振器让覆铜板产生振动，同时升高溶液温度和阴极电流密度，成功实现了细晶镀铜，稳定涨缩。

在工艺上，覆铜板在钻孔之后，控制温度为45±5℃，并在固有频率下进行振动处理，提前释放残余内应力，使基板在X、Y方向上的涨缩值为正，同时设置温度梯度，适当提高酸浸池以及水洗的温度，提高电镀缸中溶液的温度，避免基板因为温度差距过大而导致收缩。此外，通过在飞靶槽上添加振动、提升阴极电流密度的方法细化镀层晶粒，将残余内应力储存至晶界处，能够有效地稳定涨缩。钻孔及镀铜过程通过以上新型工艺方法保持涨缩值为正，为后序计算压合等工艺产生的补偿值提供稳定性，进而提升成品率。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例，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有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1

S1：将经过钻孔、等离子和黑孔后的覆铜板置于恒温箱内的振动平台上，设置振动频率20Hz，振动方向为水平振动，振动时间为10min，恒温箱设置温度为40℃。

S2：取出经过干燥振动的覆铜板，经过40℃、35℃和30℃水各洗一道后，将覆铜板浸泡在28℃双氧水加4％硫酸溶液中进行微蚀，微蚀结束，用30℃、35℃水各清洗一道后，浸入35±2℃的10％硫酸溶液。

S3：用飞靶夹持覆铜板浸入电镀缸，打开激振器，设置输出频率为30Hz，飞靶移动速度为1.8m/min，阴极电流密度为4.0ASD，电镀缸内的溶液温度升至35±2℃。

S4：将电镀完的覆铜板从飞靶上取出，经过两道30℃水洗后，去除观察表面，并使用相应仪器计算涨缩值，具体情况如下：

表面是否平整：平整，无凸起或凹坑

镀铜情况：通孔盲孔均镀铜良好

X方向涨缩：1.0005(较原有尺寸涨5⁰/₀₀₀)

Y方向涨缩：1.0014

晶粒度等级：5

实施例2

本实施例按照实施例1的方法控制涨缩，不同的是，不使用装备有恒温箱的振动平台，具体情况如下：

由于没有经过干燥及振动，钻孔等步骤留下的残留内应力，覆铜板不会保证在镀铜前处理时涨缩值为正。在试验的几块镀铜板中，有出现涨缩值为负的情况：

表面是否平整：平整，无凸起或凹坑

镀铜情况：通孔盲孔均镀铜良好

X方向涨缩：0.9987(较原有尺寸缩13⁰/₀₀₀)

Y方向涨缩：0.9981

晶粒度等级：5

实施例3

本实施例按照实施例1的方法控制涨缩，不同的是，不设置温度梯度对水洗进行管控具体情况如下：

没有经过温度梯度的缓冲，覆铜板温差较大，同样不会保证在镀铜前处理时涨缩值为正。在试验覆铜板中，有出现涨缩值为负的情况：

表面是否平整：平整，无凸起或凹坑

镀铜情况：通孔盲孔均镀铜良好

X方向涨缩：0.9997(较原有尺寸缩3⁰/₀₀₀)

Y方向涨缩：0.9991

晶粒度等级：5

实施例4

本实施例按照实施例1的方法控制涨缩，不同的是，不使用激振器对覆铜板进行振动处理，具体情况如下：

不使用激振器，但阴极电流密度的增加可能会导致树枝晶的产生，在试验的覆铜板中，有出现铜面不平整的情况：

表面是否平整：有些许突起，镀层呈海绵状

镀铜情况：通孔盲孔均镀铜一般，有漏镀情况

X方向涨缩：1.0004(较原有尺寸涨4⁰/₀₀₀)

Y方向涨缩：1.0007

晶粒度等级：5

实施例5

本实施例按照实施例1的方法控制涨缩，不同的是，不改变电镀缸内温度及电流密度设置，即保留传统电镀缸内的温度及电流密度设置，其中温度为24±3℃，电流密度为3.0ASD，具体情况如下：

由于振动导致溶液对流加速，金属阳离子能在阴极得到即使补充，电流密度上限值降低，导致阴极的浓差极化作用降低，反而能让晶粒异常粗大：

表面是否平整：平整，无凸起或凹坑

镀铜情况：通孔盲孔均镀铜良好

X方向涨缩：1.0002(较原有尺寸涨2⁰/₀₀₀)

Y方向涨缩：1.0004

晶粒度等级：3

比较实施例1-5可以看出，相较实施例2-5，应用本发明技术方案的实施例1制得的电镀覆铜板具有较好的涨缩率且晶粒度等级更高。

以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。