超薄铝箔电镀铜和锡及镍的工艺

对铝箔表面进行等离子体清洗并磁控溅射镍铜合金中间层后再电镀,得到了致密、结合力好的铜、锡电镀层.讨论了等离子清洗时的电压、磁控溅射时的负偏压及中间层的合金组成对后续镀层结合力的影响.指出了电镀铜时的电源波形及电镀锡时的温度对镀层性能的影响.采用该工艺制备的覆铜铝箔,其成本仅为普通铜箔的1/4,弱酸性镀锡后镀层的可焊性良好.

箔具有质轻、密闭、和包覆性好等一系列优点，已广泛应用于电子、包装、建筑等领域，尤其是新兴生物工程、能源、和环保等相关技术的革新，铝箔的用途和亟待开发的应用领域及相关的技术拓展越来越广阔。铝是很活泼的两性金属，具有高度的亲氧性，在其表面很容易形成氧化膜，给铝箔电镀带来很大困难。要想在铝箔上获得良好的电镀层，电镀前的处理是一道关键工序。

 在电子应用领域，为了增加铝的导电性和焊接性，需要在其表面电镀铜和锡等金属，目前国内外许多研究大多是采用化学的方法，预浸和化学镀相结合，处理工艺较复杂。笔者经过大量实验，采用表面等离子体清洗与磁控溅射中间层的预处理方法加电镀的工艺，在铝表面获得了结晶细致、光亮、焊接性好、结合力强的铜、锡镀层。在铝箔表面电镀一定厚度的铜，可以代替铜箔使用，广泛应用于电磁屏蔽领域、印刷电路板和锂离子电池集流体等方面，从而节约大量的铜材；亦可单独用于电镀锡层或者是铜加锡镀层，应用于一些新兴的电子领域。

2·工艺介绍

2.1材料

采用厚度为0.033mm的硬质光箔，以LG3的高纯铝轧制。从卷状铝箔上裁切出10cm×10cm的试片备用。

2.2工艺流程

等离子体清洗─偏压溅射中间层(镍铜合金)─电镀铜/或锡镀层。

2.3工序说明

2.3.1表面清洗

硬质光箔未经软化处理，表面有残油，必须脱脂处理。脱脂采用等离子体清洗，它属于干式工艺，处理后表面无残留物，适合环境保护的需要。该处理不影响基体固有的性能，而且作用时间短，效率高，过程易控制。工艺参数为：放电真空度33Pa，加载气体为Ar、O2等，处理功率150W，时间1~3min。

2.3.2磁控溅射中间层操作条件为：基础真空度<5.5×10-3Pa，溅射气压0.12~0.20Pa，靶与基片的距离60~100mm，溅射功率100W，靶直径60mm，直流负偏压60V。

2.3.3电镀铜

镀液组成及操作条件为：硫酸铜180~220g/L，浓硫酸40~90g/L，氯离子40~90mg/L，开缸剂4~8mL/L，光亮剂A0.3~0.8mL/L，光亮剂B0.2~0.5mL/L，温度20~40°C，阴极电流密度1~6A/dm2，空气搅拌，磷铜阳极(磷含量0.03%~0.06%)。开缸剂和光亮剂为德国进口产品，该工艺所得镀层不易产生针孔，光泽度高，内应力低，延展性好，厚度均匀；沉积速度快，镀液稳定，对杂质的容忍度高。

2.3.4弱酸性镀锡[1]

镀液配方及工艺条件为：甲基磺酸亚锡(锡含量300g/L)50mL/L(相当于Sn2+12~18g/L)，开缸剂500mL/L，纯水450mL/L，pH2.3~3.5，波美度13~17°Bé，温度20~30°C，阴极电流密度0.1~1.0A/dm2，阴、阳极面积比1∶1，镀液强制循环搅拌。开缸剂中含有配位剂、导电盐、分散剂和Sn2+稳定剂等，其作用是：导电、配位锡离子、增大阳极极化，使镀层结晶细致；稳定Sn2+，防止其氧化及后续的水解：稳定溶液的密度。