在 电子信息、5G 技术飞速迭代的当下，高频高速电路板作为通信设备的核心中枢，对关键材料的性能提出了前所未有的严苛要求。其中，HVLP铜箔肩负着信号传输与结构稳定的双重使命。然而，长期以来，HVLP 铜箔面临着一个棘手的技术瓶颈：低表面粗糙度（保障信号低损耗传输）与高剥离强度（确保与树脂基板牢固结合）难以兼顾。
传统解决方案如涂层改性技术，虽能在一定程度上提升剥离强度，却会导致铜箔表面粗糙度升高，影响信号传输效率；激光键合工艺虽能*控制粗糙度，但其高昂的设备成本与低下的生产效率，难以满足大规模工业化生产需求。就在行业陷入困境之际，一项全新的研究为 HVLP 铜箔技术突破带来了曙光 —— 通过在粗糙化溶液中添加 2,3 - 二巯基 - 1 - 丙磺酸盐（DMPS）与胶原两种添加剂，成功为这一矛盾找到突破口，为 电子信息高频材料、5G 电子材料的发展注入了强劲动力。
实验基础：*选材与科学设计联系电话：19921272900
为确保研究的严谨性与实用性，科研团队在实验初期进行了细致的基础准备。实验选用初始厚度为 18μm、表面粗糙度（Rz）小于 1.2μm 的铜箔作为基材，该规格铜箔与当前工业生产中高频高速电路板用 HVLP 铜箔的主流参数高度契合，保证了研究成果的可转化性。
在研究方法上，团队采用多维度技术手段协同分析：通过电化学测试（循环伏安法 CV、计时电流法 CA、计时电位法 CP）探究添加剂对铜离子沉积过程的影响；借助密度泛函理论（DFT）计算深入剖析添加剂分子与铜箔表面的相互作用机制；利用紫外 - 可见（UV-Vis）吸收光谱分析添加剂的光学特性，进而验证其吸附稳定性。多技术手段的结合，为*揭示两种添加剂的作用效果与机理提供了坚实的科学依据。
性能突破：*浓度下的双向提升
经过大量实验验证，科研团队发现胶原与 DMPS 两种添加剂均能实现铜箔晶粒细化与剥离强度提升的 “双向突破”，且存在明确的*浓度区间，不同添加剂的性能表现各有侧重。
胶原：10mg/L 浓度实现性能平衡
当胶原浓度为 10mg/L 时，其对 HVLP 铜箔的改性效果达到*状态。实验数据显示，此时铜箔表面粗糙度从空白组的 1.2μm 降至 0.91μm，满足高频信号传输对低粗糙度的严苛要求；剥离强度则从空白组的不足 0.5N/mm 提升至 0.64N/mm，大幅增强了铜箔与树脂基板的结合可靠性。
从微观形貌来看，在 10mg/L 胶原作用下，铜颗粒平均尺寸从空白组的 0.28μm 缩小至 0.16μm，晶粒细化效果显著，且颗粒分布均匀，无明显团聚现象。更值得关注的是，铜箔表面能从空白组的 33.52mN/m 提升至 39.00mN/m，表面能的提高意味着铜箔与树脂基板的润湿性显著增强，为后续基板贴合工艺提供了有利条件。
（a）无添加剂粗糙化铜箔、（a’）添加胶原蛋白的（粗糙化铜箔）的水接触角；（b）无添加剂粗糙化铜箔、（b’）添加胶原蛋白的（粗糙化铜箔）的二碘甲烷接触角
若胶原浓度偏离 10mg/L，性能则会出现明显波动。当浓度低于 5mg/L 时，添加剂在铜箔表面的吸附量不足，无法有效抑制铜离子过快沉积，晶粒细化与剥离强度提升效果微弱；当浓度超过 15mg/L 时，过量的胶原分子会在铜箔表面形成多层吸附，反而阻碍铜离子正常沉积，导致铜箔表面出现局部凹陷，剥离强度测试数据稳定性下降。
DMPS：15mg/L 浓度兼顾效率与稳定性
与胶原不同，DMPS 的*浓度为 15mg/L。在此浓度下，铜箔表面粗糙度降至 0.9μm，略低于*浓度胶原处理后的数值，进一步优化了信号传输性能；剥离强度达到 0.55N/mm，虽低于胶原的*表现，但仍显著高于空白组。
DMPS 在成核密度提升方面表现尤为突出。实验测得，15mg/L DMPS 作用下，铜箔成核密度达到 4.89×10⁶dm⁻²，是无添加剂组的两倍多。高成核密度意味着铜箔表面形成的晶粒数量更多、尺寸更小，从根本上保障了低粗糙度特性。
经不同浓度 DMPS 粗糙化处理后的铜箔 SEM 图像及铜晶粒尺寸统计分布：（a-a’）DMPS 浓度 0 mg/L，（b-b’）DMPS 浓度 5 mg/L，（c-c’）DMPS 浓度 10 mg/L，（d-d’）DMPS 浓度 15 mg/L，（e-e’）DMPS 浓度 20 mg/L；（f）经 DMPS 粗糙化处理后的铜箔 3D 形貌
值得注意的是，当 DMPS 浓度提升至 20mg/L 时，铜颗粒平均尺寸可进一步降至 0.14μm，晶粒细化效果达到峰值，但此时极易出现颗粒团聚现象。团聚的铜颗粒会在铜箔表面形成 “凸起”，导致剥离强度测试时受力不均，数据波动幅度超过 10%，无法满足工业生产对性能稳定性的要求。因此，综合考量性能与稳定性，15mg/L 成为 DMPS 的*选择。
DMPS 浓度对铜箔剥离强度及粗糙度的影响
机制解密：两种添加剂的 “差异化作用路径”
为何两种添加剂的*浓度与性能表现存在差异？深入的机制研究揭示了其背后的 “差异化作用路径”，核心在于添加剂与铜箔表面的结合方式不同。
胶原：静电吸附主导，“饱和吸附”
胶原分子的作用机制以静电吸附为核心。在实验所用的酸性粗糙化溶液中，胶原分子中的氨基（-NH₂）会发生质子化反应，形成带正电的 NH₃⁺基团。而铜箔在电化学沉积过程中，表面活性位点会因电子转移呈现负电性，带正电的 NH₃⁺基团通过静电引力吸附于铜箔负电活性位点，形成一层致密的吸附膜。
这层吸附膜能够有效阻碍铜离子向铜箔表面迁移，延缓铜离子还原沉积速率，从而为晶粒细化创造条件。实验通过吸附 - 脱附测试证实，当胶原浓度达到 10mg/L 时，其在铜箔表面的吸附量达到饱和状态，此时吸附膜厚度均匀，对铜离子沉积的调控效果*；若浓度继续升高，多余的胶原分子无法再吸附于铜箔表面，只能游离在溶液中，无法进一步提升改性效果。
DMPS：配位键结合，强吸附保障高稳定性
DMPS 的作用机制则依赖于配位键结合，其分子中的巯基（-SH）是关键功能基团。巯基中的硫原子具有较强的电负性，能够与铜箔表面的铜原子形成稳定的 Cu-S 配位键，这种化学键的结合强度远高于胶原与铜箔的静电吸附作用。
同时，DMPS 分子中的磺酸盐基团（-SO₃⁻）具有良好的水溶性，能够增强 DMPS 在粗糙化溶液中的分散性，确保其均匀接触铜箔表面。强配位键结合与良好分散性的协同作用，使得 DMPS 即使在 15-20mg/L 的较高浓度下，仍能保持稳定的吸附状态，有效细化晶粒。
DFT 计算结果进一步证实了两种添加剂吸附稳定性的差异。计算显示，胶原的 HOMO（*占据分子轨道）能级为 - 6.12eV，DMPS 的 HOMO 能级为 - 2.119eV；胶原的能隙为 6.102eV，DMPS 的能隙为 5.443eV。能隙越小，分子越容易与金属表面发生电子转移，吸附稳定性越强。UV-Vis 光谱测试也得出相似结论：胶原的光学带隙为 4.797eV，DMPS 的光学带隙为 4.556eV，再次验证了 DMPS 在铜箔表面的吸附稳定性更优。
官网：yuanjuxing.com
行业价值：从实验室到生产线的 “桥梁”
这项研究不仅在理论层面揭示了添加剂对 HVLP 铜箔的作用机制，更在工业应用层面具有重要意义，为解决 5G 高频高速电路板材料瓶颈提供了切实可行的方案。
从技术角度来看，通过添加少量添加剂实现 HVLP 铜箔性能优化，相比传统的涂层改性、激光键合等工艺，具有成本低、操作简便、生产效率高的优势。以一条年产 1 万吨 HVLP 铜箔的生产线为例，采用添加剂改性工艺，每年可节省设备投入与运维成本超千万元，同时生产效率可提升 20% 以上。
从市场需求来看，随着 电子信息、5G 基站建设、新能源汽车电子、人工智能服务器等领域的快速发展，对高频高速电路板的需求呈爆发式增长，进而带动 HVLP 铜箔需求激增。据行业预测，2025 年全球 HVLP 铜箔市场规模将突破 50 亿美元，这项研究成果的产业化应用，将有效缓解 HVLP 铜箔供需矛盾，推动 5G 相关产业链的健康发展。
上海源聚兴机电
未来，科研团队将进一步探索两种添加剂的复合使用效果，通过优化配比实现 “1+1>2” 的性能提升，同时针对不同规格的 HVLP 铜箔（如超薄型、高导热型）开发专用添加剂配方，持续推动 HVLP 铜箔技术迭代升级，为电子信息产业的高质量发展提供更强有力的材料支撑。
