本发明涉及覆铜板技术领域，特别涉及一种柔性覆铜板及其制备方法。

背景技术：

柔性覆铜板(fccl)是柔性线路板(fpc)的加工原料。其包含至少两种材料，一种是绝缘基材，如聚酰亚胺(pi)薄膜、液晶聚合物(lcp)薄膜等；另一种是金属导体箔，主要为铜箔。

柔性覆铜板主要制备方法有：压合法、涂布法、溅射电镀法、离子注入电镀法。

溅射电镀法制备柔性覆铜板时，需要对绝缘基材表面进行特殊处理以提高剥离强度。尽管如此，其剥离强度通常为0.6n/mm。

离子注入法广泛应用于半导体掺杂、材料表面改性等技术领域。中国发明专利cn1952209a公开了一种聚合物表面化镀前的离子注入处理工艺，以提高镀层和聚合物基体之间的剥离强度。

离子注入电镀法制备柔性覆铜板，是将高能量的离子束注入绝缘基体，形成掺杂层，然后等离子体沉积一薄层导电层，电镀将铜增厚。中国发明专利cn101956171b公开了一种离子注入和等离子体沉积设备，以及等离子体处理薄膜的方法，可以实现卷对卷进行离子注入。

在柔性覆铜板领域，高能量的离子注入虽然能提高剥离强度，但是也会给绝缘基材带来辐照损伤，基材碳化、降解，性能恶化。尤其是，如果离子注入过深，金属粒子会在基材中残留，难以蚀刻干净。这对基材的df性能带来负面影响，另外，也会降低柔性线路板的耐离子迁移性能。如果离子注入过浅，对剥离强度又没有明显贡献。由于存在以上矛盾，目前用于cof的柔性覆铜板，仍然以溅射法工艺为主。

对于溅射法或离子注入法，为了提高铜层与基材的剥离强度以及满足抗热性能，通常会以镍层作为打底层。然而，镍层对高频信号的传输带来一定的负面影响，主要是因为纯镍层具有磁性，对信号有屏蔽作用。

随着对hdi线路板越来越高的需求，采用msap工艺是主流技术路线。这对高剥离强度、高可靠性的薄铜柔性覆铜板需求强烈。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是：提供一种具有高的剥离强度、优良的耐离子迁移性以及低的信号传输损耗的柔性覆铜板及其制备方法。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：

一种柔性覆铜板，包括依次设置的绝缘基材、镍层和铜层；

所述镍层内设有贯穿镍层的铜粒子且铜粒子将镍层分隔为非连续体，所述铜粒子贯穿镍层的一端与绝缘基材接触并于绝缘基材表面形成铜牙结构，所述铜粒子的另一端抵设于铜层。

为解决上述技术问题，本发明采用的另一个技术方案为：

一种上述柔性覆铜板的制备方法，包括以下步骤；

采用溅射法在绝缘基材上形成镍层；

采用离子注入法在镍层内注入铜粒子；

在镍层远离绝缘基材的一面上镀覆铜层；获得所述柔性覆铜板。

本发明的有益效果在于：采用先溅射形成镍层，后离子注入铜粒子，再镀上铜层的工艺，可实现：

1、铜牙结构保证高的剥离强度；

2、铜牙和铜层连接，保证蚀刻无残留铜粒子在绝缘基材内部，保证优良的耐离子迁移性；

3、铜粒将镍层分离为非连续体，降低了信号传输损耗。

附图说明

图1为本发明的柔性覆铜板横截面的结构示意图；

标号说明：

101、绝缘基材；102、镍层；103、铜牙结构；104、铜镍合金层；105、铜层。

具体实施方式

为详细说明本发明的技术内容、所实现目的及效果，以下结合实施方式予以说明。

本发明最关键的构思在于：用先溅射后离子注入再镀铜层的方法，从而具有高的剥离强度、优良的耐离子迁移性以及低的信号传输损耗。

请参照图1，本发明提供一种柔性覆铜板，包括依次设置的绝缘基材101、镍层102和铜层105；

所述镍层102内设有贯穿镍层102的铜粒子且铜粒子将镍层102分隔为非连续体，所述铜粒子贯穿镍层102的一端与绝缘基材101接触并于绝缘基材101表面形成铜牙结构103，所述铜粒子的另一端抵设于铜层105。

本发明还提供了一种上述柔性覆铜板的制备方法，包括以下步骤；

采用溅射法在绝缘基材101上形成镍层102；

采用离子注入法在镍层102内注入铜粒子；

在镍层102远离绝缘基材101的一面上镀覆铜层105；获得所述柔性覆铜板。

从上述描述可知，本发明的有益效果在于：采用先溅射形成镍层，后离子注入铜粒子，再镀上铜层的工艺，可实现：

1、铜牙结构保证高的剥离强度；

2、铜牙和铜层连接，保证蚀刻无残留铜粒子在绝缘基材内部，保证优良的耐离子迁移性；

3、铜粒将镍层分离为非连续体，降低了信号传输损耗。

进一步的，所述镍层102与铜层105之间设有铜镍合金层104，所述铜镍合金层104为非铁磁性，所述铜粒子的另一端抵设于铜镍合金层104。

由上述描述可知，通过设置铜镍合金层104，可以进一步降低信号传输损耗。

进一步的，所述镍层102的厚度为2nm～100nm。

进一步的，所述铜牙结构103的深度为5nm～500nm。

进一步的，所述铜粒子的直径为1nm～200nm。

进一步的，所述绝缘基材101由有机聚合物薄膜组成。

进一步的，采用电镀或化学镀在镍层102上镀覆铜层105。

由上述描述可知，除了电镀和化学镀，其他复合工艺也可应用于本方案中。

进一步的，还包括以下步骤：采用离子注入法在镍层102与铜层105之间形成铜镍合金层104。

请参照图1，本发明的具体制备流程为：在磁控溅射设备中，选用纯镍靶材，在溅射气压为0.1pa～5pa，溅射电压为100v～800v对绝缘基材101进行溅射。控制溅射时间得到所需厚度的镍层102。

所述绝缘基材101为有机聚合物薄膜，至少包括pi、lcp、pei、paek、ptfe中任一种。镍层102厚度范围为2nm～100nm，低于2nm时，剥离强度的稳定性不好；高于100nm时，对信号传输损耗较大。

将镀好镍层102的绝缘基材101在金属蒸汽真空弧离子源(mevva)型离子注入机内进行离子注入工序。将铜离子注入到绝缘基材101表面的镍层102上。先控制加速电压为10～50kv，注入剂量为2×1017～1018cm-2，薄膜以1μm～50μm的步距进行间歇性的移动。铜离子注入到镍层102时，镍层102的镍原子吸收铜离子的能量，使其获得动能，朝绝缘基材101移动，进而形成铜牙结构103。另一方面，铜离子的注入使得镍层102产生空位，空位聚集成空洞，从而使得镍层102分离为非连续体。所述铜牙结构103的深度为5nm～500nm，直径为10nm～200nm。铜牙结构103形成后，调整离子注入的加速电压为0.5kv～10kv，注入剂量为1×1015～1×1017cm-2，绝缘基材101匀速移动，在绝缘基材101的镍层102表面均匀注入一层铜层105，铜离子在镍层102中形成掺杂结构，并在注入能量下发生扩散，形成铜镍合金层104。铜镍合金层104的厚度小于原镍层102厚度的一半。

将离子注入好的绝缘基材101放在电镀槽或化学镀镀液中进行镀铜，将铜层105增加至所需的厚度，一般为2μm～12μm。

以上详细描述了本发明的柔性覆铜板的制备方法，以及通过这些方法制造的柔性覆铜板的具体构造。以下为实施例。

本发明的实施例一为：

将kuraray公司生产的25μm厚，型号为ctq的lcp薄膜在磁控溅射设备上溅射一层镍层102，溅射气压为0.15pa，溅射电压为400v，镍层102厚度为25nm。然后采用金属蒸汽真空弧离子源(mevva)型离子注入机对lcp薄膜进行离子注入。高能量离子注入的加速电压为20kv，注入剂量为5×1017cm-2，薄膜间歇性移动步距为5μm，所形成的铜牙结构103的深度为200nm，直径为100nm。低能量离子注入的加速电压为5kv，注入剂量为5×1016cm-2，测量得铜镍合金层104的厚度为10nm。

将溅射与离子注入好的lcp薄膜进行电镀覆铜，铜厚为12微米。

本发明的实施例二为：

将kuraray公司生产的25μm厚，型号为ctq的lcp薄膜在磁控溅射设备上溅射一层镍层102，溅射气压为0.15pa，溅射电压为400v，镍层102厚度为25nm。

将溅射好的lcp薄膜进行电镀覆铜，铜厚为12微米。

本发明的实施例三为：

将kuraray公司生产的25μm厚，型号为ctq的lcp薄膜采用金属蒸汽真空弧离子源(mevva)型离子注入机对lcp薄膜进行离子注入镍层102。离子注入的加速电压为20kv，注入剂量为5×1017cm-2，然后等离子体沉积镍层102至厚度为25nm。

将离子注入好的lcp薄膜进行电镀覆铜，铜厚为12微米。

将上述实施例得到的柔性覆铜板进行剥离强度测试；将柔性覆铜板的表面铜层105蚀刻后，得到的lcp薄膜，测量其表面电阻；将柔性覆铜板制备成共面波导样品，在网络分析仪上进行射频传输性能测试。得到如表1所示的测试结果。

表1性能测试

从表1的测试结果可知，本发明制作得到的柔性覆铜板，其剥离强度能达到较高的水平；铜层105蚀刻后的绝缘基材的表面电阻高，具有良好的耐离子迁移性能；传输损耗低，保证高频信号传输性能。

综上所述，本发明提供了一种具有高的剥离强度、优良的耐离子迁移性以及低的信号传输损耗的柔性覆铜板及其制备方法。采用先溅射形成镍层，后离子注入铜粒子，再镀上铜层的工艺，可实现：

1、铜牙结构保证高的剥离强度；

2、铜牙和铜层连接，保证蚀刻无残留铜粒子在绝缘基材内部，保证优良的耐离子迁移性；

3、铜粒将镍层分离为非连续体，以及表面形成非磁性的铜镍合金层，降低了信号传输损耗。

以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书内容所作的等同变换，或直接或间接运用在相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。