對鋁箔表面進(jìn)行等離子體清洗并磁控濺射鎳銅合金中間層后再電鍍,得到了致密、結(jié)合力好的銅、錫電鍍層.討論了等離子清洗時(shí)的電壓、磁控濺射時(shí)的負(fù)偏壓及中間層的合金組成對后續(xù)鍍層結(jié)合力的影響.指出了電鍍銅時(shí)的電源波形及電鍍錫時(shí)的溫度對鍍層性能的影響.采用該工藝制備的覆銅鋁箔,其成本僅為普通銅箔的1/4,弱酸性鍍錫后鍍層的可焊性良好.

箔具有質(zhì)輕、密閉、和包覆性好等一系列優(yōu)點(diǎn)，已廣泛應(yīng)用于電子、包裝、建筑等領(lǐng)域，尤其是新興生物工程、能源、和環(huán)保等相關(guān)技術(shù)的革新，鋁箔的用途和亟待開發(fā)的應(yīng)用領(lǐng)域及相關(guān)的技術(shù)拓展越來越廣闊。鋁是很活潑的兩性金屬，具有高度的親氧性，在其表面很容易形成氧化膜，給鋁箔電鍍帶來很大困難。要想在鋁箔上獲得良好的電鍍層，電鍍前的處理是一道關(guān)鍵工序。

 在電子應(yīng)用領(lǐng)域，為了增加鋁的導(dǎo)電性和焊接性，需要在其表面電鍍銅和錫等金屬，目前國內(nèi)外許多研究大多是采用化學(xué)的方法，預(yù)浸和化學(xué)鍍相結(jié)合，處理工藝較復(fù)雜。筆者經(jīng)過大量實(shí)驗(yàn)，采用表面等離子體清洗與磁控濺射中間層的預(yù)處理方法加電鍍的工藝，在鋁表面獲得了結(jié)晶細(xì)致、光亮、焊接性好、結(jié)合力強(qiáng)的銅、錫鍍層。在鋁箔表面電鍍一定厚度的銅，可以代替銅箔使用，廣泛應(yīng)用于電磁屏蔽領(lǐng)域、印刷電路板和鋰離子電池集流體等方面，從而節(jié)約大量的銅材；亦可單獨(dú)用于電鍍錫層或者是銅加錫鍍層，應(yīng)用于一些新興的電子領(lǐng)域。

2·工藝介紹

2.1材料

采用厚度為0.033mm的硬質(zhì)光箔，以LG3的高純鋁軋制。從卷狀鋁箔上裁切出10cm×10cm的試片備用。

2.2工藝流程

等離子體清洗─偏壓濺射中間層(鎳銅合金)─電鍍銅/或錫鍍層。

2.3工序說明

2.3.1表面清洗

硬質(zhì)光箔未經(jīng)軟化處理，表面有殘油，必須脫脂處理。脫脂采用等離子體清洗，它屬于干式工藝，處理后表面無殘留物，適合環(huán)境保護(hù)的需要。該處理不影響基體固有的性能，而且作用時(shí)間短，效率高，過程易控制。工藝參數(shù)為：放電真空度33Pa，加載氣體為Ar、O2等，處理功率150W，時(shí)間1~3min。

2.3.2磁控濺射中間層操作條件為：基礎(chǔ)真空度<5.5×10-3Pa，濺射氣壓0.12~0.20Pa，靶與基片的距離60~100mm，濺射功率100W，靶直徑60mm，直流負(fù)偏壓60V。

2.3.3電鍍銅

鍍液組成及操作條件為：硫酸銅180~220g/L，濃硫酸40~90g/L，氯離子40~90mg/L，開缸劑4~8mL/L，光亮劑A0.3~0.8mL/L，光亮劑B0.2~0.5mL/L，溫度20~40°C，陰極電流密度1~6A/dm2，空氣攪拌，磷銅陽極(磷含量0.03%~0.06%)。開缸劑和光亮劑為德國進(jìn)口產(chǎn)品，該工藝所得鍍層不易產(chǎn)生針孔，光澤度高，內(nèi)應(yīng)力低，延展性好，厚度均勻；沉積速度快，鍍液穩(wěn)定，對雜質(zhì)的容忍度高。

2.3.4弱酸性鍍錫[1]

鍍液配方及工藝條件為：甲基磺酸亞錫(錫含量300g/L)50mL/L(相當(dāng)于Sn2+12~18g/L)，開缸劑500mL/L，純水450mL/L，pH2.3~3.5，波美度13~17°Bé，溫度20~30°C，陰極電流密度0.1~1.0A/dm2，陰、陽極面積比1∶1，鍍液強(qiáng)制循環(huán)攪拌。開缸劑中含有配位劑、導(dǎo)電鹽、分散劑和Sn2+穩(wěn)定劑等，其作用是：導(dǎo)電、配位錫離子、增大陽極極化，使鍍層結(jié)晶細(xì)致；穩(wěn)定Sn2+，防止其氧化及后續(xù)的水解：穩(wěn)定溶液的密度。