压延铜箔脱脂处理:工艺核心与涂布、热覆合性能的关键保障

压延铜箔作为电子电路领域的核心材料,其表面及内部清洁度直接决定了下游涂布、热覆合等工艺的可靠性。本文从生产工艺及终端应用的角度,深入解析脱脂处理对压延铜箔性能的优化机理,并结合实际数据论证其对高温加工场景的适应性。铭珏金属通过独创的深度脱脂工艺,突破行业技术瓶颈,为高端电子制造提供高可靠性铜箔解决方案。

 

一、脱脂处理的工艺核心:表面与内部油脂的双重清除

 

1.1 压延工艺中的油脂残留问题

在压延铜箔生产过程中,铜锭经多道轧制延展成箔材,轧辊与铜箔接触面需使用润滑剂(如矿物油、合成酯类)以减少摩擦热与轧辊磨损。然而,这一过程会导致油脂通过以下两种途径残留:

- 表面吸附:润滑剂在轧制压力下形成微米级油膜(厚度约0.1-0.5μm),附着于铜箔表面;

- 内部渗透:铜晶格在轧制变形时产生微观缺陷(如位错、孔隙),油脂分子(C12-C18烃链)通过毛细作用渗入铜箔内部(深度可达1-3μm)。

 

1.2 传统清洗工艺的局限性

普通工厂采用的表面清洗(如碱性水洗、酒精擦拭)仅能去除表层油膜(清除率约70-85%),但对内部渗透油脂几乎无效。实验表明,未经深度脱脂的铜箔在150℃加热30分钟后,内部油脂会重新析出至表面(析出量达0.8-1.2g/m²),形成“二次污染”。

 

1.3 深度脱脂工艺的技术突破

铭珏金属采用**“化学萃取+超声波活化”复合工艺**:

1. 化学萃取:使用定制螯合剂(pH 9.5-10.5)分解长链油脂分子,形成水溶性络合物;

2. 超声波辅助40kHz高频超声波产生空化效应,破坏铜箔内部油脂与晶格的结合力,提升油脂溶出效率;

3. 真空干燥:在-0.08MPa负压下快速脱水,避免氧化。

该工艺使油脂残留量降至**≤5mg/m²**(IPC4562标准要求≤15mg/m²),内部渗透油脂清除率超过99%。

 

二、脱脂处理对涂布与热覆合工艺的直接影响

 

2.1 涂布工艺的附着力强化机制  

涂布材料(如PI胶、抗蚀剂)需与铜箔形成分子级结合。油脂残留会导致以下问题:

- 界面能降低:油脂的疏水性使涂布液接触角增大(从15°升至45°),阻碍铺展;

- 化学键合抑制:油脂层阻隔铜箔表面羟基(-OH)与树脂活性基团的反应。

 

铭珏脱脂铜箔的实测数据对比:

指标                                        普通铜箔           铭珏脱脂铜箔

表面油脂残留(mg/m²)   12-18                         ≤5            

涂布附着力(N/cm)        0.8-1.2                  1.5-1.8 (+50%)

涂层厚度偏差(%)            ±8%                      ±3% (-62.5%)  

 

2.2 热覆合工艺的可靠性提升

在高温压合(180-220℃)过程中,普通铜箔内部油脂析出会引发多重失效:

气泡生成:油脂汽化形成直径10-50μm气泡(密度>50个/cm²);

层间剥离:油脂降低环氧树脂与铜箔的范德华力,剥离强度下降30-40%;

介电损耗:游离油脂导致介质层介电常数波动(Dk变化>0.2)。

 

铭珏铜箔经1000小时85℃/85%RH老化测试后表现:

气泡密度:<5个/cm²(行业平均水平>30个/cm²);

剥离强度:维持1.6N/cm(初始值1.8N/cm,衰减率仅11%);

介电稳定性Dk变化≤0.05(满足5G毫米波频段要求)。

 

 

三、行业现状与铭珏金属的技术标杆地位

 

3.1 行业痛点:成本导向下的工艺简化

90%以上的压延铜箔厂商为降低成本,采用以下简化流程:

轧制 → 水洗(Na2CO3溶液) → 烘干 → 收卷

该工艺仅能处理表面油脂,且水洗后铜箔表面电阻率波动达±15%(铭珏工艺控制在±3%以内)。

 

3.2 铭珏金属的“零缺陷”质控体系

在线监测:采用XRF(X射线荧光光谱)实时检测表面残留元素(S、Cl等);

加速老化测试:模拟200℃/24h极端条件,确保油脂零析出;

全流程追溯:每卷铜箔附带工艺参数二维码(涵盖脱脂温度、超声波功率等32项数据)。

 

 

四、结论:脱脂处理——高端电子制造的基石

压延铜箔的深度脱脂处理不仅是生产工艺的升级,更是对终端应用场景的前瞻性适配。铭珏金属通过突破性技术,将铜箔清洁度提升至原子级水平,为高密度互连(HDI)、车载柔性电路等高端领域提供了材料级保障。在5G、AIoT时代,只有掌握核心清洁工艺的企业,才能引领电子铜箔产业的未来革新。

 

(数据来源:铭珏金属技术白皮书V3.2/2023,IPC-4562A-2020标准)

 

作者:吴晓卫(压延铜箔技术工程师,15年行业经验)

版权声明:本文数据及结论基于铭珏金属实验室实测结果,未经许可禁止转载。


Post time: Feb-05-2025

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