在芯片封装、新能源电池等高新技术领域，极薄铜箔是不可或缺的关键基础材料。随着集成电路向高密度、多层化发展，动力电池向高能量密度、轻量化升级，极薄铜箔更薄的需求日益迫切。然而，极薄铜箔在制备、运输和使用中易褶皱撕裂，一直是行业难题。一种新型无机 / 有机复合剥离层，为附载体极薄铜箔的制备提供了创新解决方案。
极薄铜箔的 “脆弱性” 让行业头疼不已。为解决这一问题，“附载体极薄铜箔” 概念应运而生 —— 以较厚的载体箔为支撑，在其表面电沉积极薄铜箔，使用时先将两者一同压合在绝缘基材上，再剥离载体箔。而剥离层作为连接载体箔与极薄铜箔的核心，其性能直接决定了附载体极薄铜箔的质量。
理想的剥离层需满足双重要求：既要保证电镀后载体箔与极薄铜箔间有一定附着力，防止运输和压合时脱落；又要确保高温层压后能轻松剥离，且不影响极薄铜箔后续使用。但此前行业常用的单一有机或无机剥离层，都存在明显缺陷。
单一有机剥离层的问题尤为突出。在附载体极薄铜箔与树脂基板压合过程中，高温高压环境会导致有机剥离层分解，使载体箔与极薄铜箔形成紧密冶金结合，后续根本无法顺利剥离，直接影响产品合格率。
单一无机剥离层同样不容乐观。以金属氧化层为例，其制备对工艺参数要求极高，镀液中金属盐配比、配位剂含量等细微变化，都会严重影响金属层的电沉积效果，进而导致剥离性能不稳定。更关键的是，无机剥离层与极薄铜箔直接接触，高温压合后剥离时，部分无机物质会残留在极薄铜箔表面，干扰后续蚀刻和精细线路制作，给芯片封装等高精度应用埋下隐患。
传统剥离层的局限性，已经成为制约极薄铜箔向更薄、更优性能发展的瓶颈。开发兼具有机层与无机层优势的复合剥离层，实现多界面剥离强度的差异化控制，成为突破这一困境的关键方向。
针对行业痛点，研究团队提出了一种全新的复合剥离层设计思路：以电镀锌 - 镍（Zn-Ni）合金作为无机层，浸镀 2 - 巯基苯并咪唑（2-MBI）作为有机层，形成 “载体铜箔 / 无机层 / 有机层 / 极薄铜箔” 的四层结构，从根本上解决单一剥离层的缺陷。
在实验过程中，严格控制每一步制备工艺，确保复合剥离层性能稳定。首先是12/18μm载体铜箔的制备其电镀液配方经过*调配，包含 110g/L 五水合硫酸铜、100g/L 硫酸、3mg/L 明胶和 6mg/L 羟乙基纤维素，这些成分的协同作用，为载体铜箔提供了均匀的厚度和良好的力学性能。
接着是复合剥离层的构建，这是整个实验的核心环节。*步，以载体铜箔为阴极，在 1.6A/dm² 的电流密度下电镀 10 秒，形成 Zn-Ni 合金无机层。所用电镀液包含 7.2g/L 七水合硫酸锌、6.8g/L 六水合硫酸镍和 0.02g/L 十二烷基硫酸钠，能确保 Zn 和 Ni 元素均匀弥散分布。通过扫描电镜（SEM）观察发现，Zn-Ni 合金层表面平整，无凸起颗粒和孔洞，EDS 元素分析显示，合金层中 Zn 与 Ni 的原子比约为 3:1，为后续有机层的附着奠定了良好基础。
第二步，将镀有 Zn-Ni 合金层的载体铜箔水洗吹干后，浸入饱和 2-MBI 溶液中 60 秒，让 2-MBI 分子通过化学键合作用锚定在合金层表面，形成有机层。傅里叶变换红外光谱（FT-IR）分析给出了关键证据：浸镀 2-MBI 后，谱图中出现了咪唑环上 C-H 的特征峰，而 2-MBI 中 S-H 的特征峰消失，C-S 拉伸振动峰发生位移，同时 N-H 特征峰也不复存在。这些变化表明，2-MBI 分子通过 N 原子和 S 原子与 Zn、Ni 形成了稳定的化学键（N-Me 键和 S-Me 键，Me 代表金属原子）。
X 射线光电子能谱（XPS）分析进一步验证了这一结论。在 Zn-Ni 合金层表面吸附 2-MBI 后，XPS 全谱中出现了 N 和 S 的信号峰；N1s 精细谱图中出现了三个特征峰，分别对应咪唑环中的 N 原子以及与 Zn、Ni 结合的 N 原子；S2p 精细谱图中，2-MBI 标准样的 S-H 峰消失，取而代之的是 S-S 键、S-Zn 键和 S-Ni 键的特征峰。这些微观层面的分析，充分证明了 Zn-Ni 合金 / 2-MBI 复合剥离层的成功构建。
最后，在复合剥离层表面，采用与制备载体铜箔相同的电镀液配方和电流密度，电沉积制备厚度不超过3μm 的极薄铜箔，完整的附载体极薄铜箔就此成型。
复合剥离层的性能测试：先将附载体极薄铜箔的毛面与 FR-4 树脂基板压合，然后制作宽 3.18mm、长 25.4mm 的测试条，采用深圳三思 SANS-UTM5300H 型剥离强度测试仪，以 50.8mm/min 的速率在垂直方向（90°）剥离载体箔，取 4 次测量结果的平均值。
数据显示，载体箔与极薄铜箔之间的剥离强度约为 0.083N/mm，恰好处于行业要求的 0.05-0.10N/mm 区间内。这一数值意味着，极薄铜箔在运输和压合过程中能稳定粘附在载体箔表面，有效避免褶皱和撕裂；而在高温层压后，又能轻松与载体箔剥离，完全满足实际生产需求。
剥离后极薄铜箔表面的清洁度极高。对极薄铜箔光面进行 EDS 分析发现，表面仅含有 99.49% 的 Cu 以及少量 Ca、S、Sr、Zr 等杂质元素，并未检测到 Zn 和 Ni 的存在。这是因为 Zn-Ni 合金层与载体铜箔结合强度较高，剥离后仍保留在载体箔上，而 2-MBI 有机层起到了 “隔离” 作用，避免了无机层与极薄铜箔的直接接触，从根本上解决了无机剥离层残留的行业难题。
复合剥离层不仅实现了载体箔 / 剥离层 / 极薄铜箔多界面剥离强度的差异化控制，还保证了极薄铜箔的表面质量，为后续的蚀刻、精细线路制作等工序提供了良好基础。
这种新型无机 / 有机复合剥离层的研发成功，不仅为附载体极薄铜箔的制备提供了切实可行的技术方案，更对我国高新技术产业发展具有重要战略意义。
在芯片封装领域，极薄铜箔是封装基板、印制线路板（PCB）的核心材料，其质量直接影响芯片的性能和可靠性。长期以来，我国在高端极薄铜箔制备技术上与国际先进水平存在一定差距，部分关键材料依赖进口。新型的复合剥离层技术，打破了传统工艺的局限，为我国自主生产高端附载体极薄铜箔提供了核心技术支撑，有助于降低对进口材料的依赖，提升芯片产业链的自主可控能力。
在新能源电池领域，极薄铜箔作为锂电池集流体，其厚度和性能对电池的能量密度、轻量化至关重要。复合剥离层技术制备的极薄铜箔，不仅厚度达标，还具有良好的表面质量和力学性能，能满足动力电池向高能量密度、大储量方向发展的需求，为新能源汽车产业的升级提供助力。此外，该研究成果还为复合剥离层的设计和优化提供了重要的实验数据和理论指导。“无机层 + 有机层” 协同作用思路，可为其他类似功能材料的研发提供借鉴，推动相关领域的技术创新。
上海源聚兴机电
未来，随着工艺的进一步优化和成本的降低，新型复合剥离层有望在更多领域实现规模化应用，为我国高新技术产业的高质量发展注入新动能。为我国在高端材料领域的突破贡献更多力量。
