本發明涉及銅箔，尤其涉及一種超低輪廓可用于高頻電路的復合銅箔及其制備方法和應用。
背景技術：
1、高頻通信技術正向毫米波、太赫茲及多層高密度集成方向迅猛發展，對電路基板信號傳輸完整性、能耗控制及長期可靠性的要求日益嚴苛。作為信號傳輸的關鍵載體，銅箔的表面輪廓與界面特性直接決定高頻電路的性能上限。傳統低輪廓電解銅箔雖通過優化電沉積工藝將輪廓度降至微米級，但其表面仍存在微觀晶界與晶面起伏，在10ghz以上頻段由“趨膚效應”引發的信號損耗仍不可忽視；同時，銅箔在高溫、高濕環境下易氧化生成絕緣性銅化合物，并在與介質層壓合后出現銅原子遷移，導致線路絕緣電阻下降、介電常數波動，嚴重影響相位穩定性與器件壽命。
2、為兼顧高頻性能與界面可靠性，行業嘗試在銅箔表面構建功能性防護層，如采用化學鍍鎳金、黑化處理或沉積類金剛石碳膜，然而這些涂層或因自身導電性不足引入額外電阻，或因厚度不均、附著力弱而在后續加工中發生剝離，甚至因介電常數不匹配導致電磁波反射加劇，難以在高頻、高剝離強度、高抗氧化性之間實現理想平衡。
技術實現思路
1、本發明的主要目的在于提供一種超低輪廓可用于高頻電路的復合銅箔及其制備方法和應用，旨在解決上述技術問題的至少之一。
2、為實現上述目的，本發明提供一種超低輪廓可用于高頻電路的復合銅箔，包括銅箔以及包覆在所述銅箔表面的石墨烯層，所述銅箔通過電沉積工藝制備而成，所述石墨烯層通過原位化學氣相沉積工藝制備而成，并且在制備所述石墨烯層之前所述銅箔預先經過高溫退火處理。
3、進一步地，所述銅箔的厚度為12～30μm。
4、進一步地，所述石墨烯層為單層或雙層石墨烯。
5、本發明還提供一種上述超低輪廓可用于高頻電路的復合銅箔的制備方法，包括以下步驟：
6、（1）電沉積制備銅箔
7、將硫酸銅溶解于水中，之后加入硫酸，再加入氯化鈉水溶液，攪拌處理，然后加入聚二硫二丙烷磺酸鈉水溶液、健那綠b水溶液和聚乙二醇水溶液，加水定容后得到電解液，將電解液進行老化處理；
8、設置電沉積參數進行電沉積，沉積完成后，將附著銅箔的陰極用水進行清洗，再置于苯并三唑水溶液中浸漬，最后干燥處理，得到銅箔；
9、（2）銅箔基底預處理與高溫平整化
10、將銅箔先用有機溶劑進行清洗，再置于稀硫酸中浸漬，之后用水沖洗，氮氣吹干，最后進行高溫退火處理；
11、（3）原位化學氣相沉積生長石墨烯層
12、在ar和h2的混合氣氣氛下，將高溫退火處理后的銅箔放入原位化學氣相沉積設備的爐管反應區，以甲烷為碳源，設置生長參數進行原位化學氣相沉積，生長結束后，將銅箔移至爐管冷區，冷卻后，關閉所有氣體，向爐管內充入高純ar至常壓后，取出而得到所述復合銅箔。
13、進一步地，步驟（1）中，電解液的硫酸銅濃度為140～180g/l，硫酸濃度為60～100g/l，氯離子濃度為30～70mg/l，聚二硫二丙烷磺酸鈉濃度為5～50mg/l，健那綠b濃度為10～50mg/l，聚乙二醇濃度為30mg/l；老化處理的電流密度為5～15a/dm2，時間為20～40分鐘。
14、進一步地，步驟（1）中，電沉積參數為：陰極電流密度15～35a/dm2，沉積時間35～110分鐘，陰極輥轉速?5～25rpm，極間距50～80mm。
15、進一步地，步驟（2）中，稀硫酸的濃度為1wt%，浸漬時間為30～60秒。
16、進一步地，步驟（2）中，高溫退火處理在ar和h2的混合氣氣氛中進行，ar的氣體流量為400～600sccm，h2的氣體流量為30～70sccm，高溫退火處理的升溫速率為20～30°c/min，退火溫度為950～1050°c，退火時間為20～40分鐘。
17、進一步地，步驟（3）中，生長參數為：生長溫度980～1020°c，碳源流量3～15sccm，h2流量20～80sccm，ar流量500sccm，壓力500～2000?pa，生長時間15～45分鐘。
18、本發明還提供一種上述超低輪廓可用于高頻電路的復合銅箔在高頻/高速通信設備、鋰離子電池、汽車電子或高端測試儀器中的應用。
19、本發明的設計原理為：
20、通過“基底優化-原位生長-界面調控”的協同工藝鏈，在精密控制的電沉積銅箔表面，利用高溫退火實現晶格重組與表面平整化，進而通過化學氣相沉積（cvd）技術原位生長出大面積、高質量的石墨烯層，從而構建一個兼具原子級平整表面、優異導電性、卓越抗氧化/阻擴散能力和強界面結合力的石墨烯-銅復合結構，以滿足高頻高速電路對信號完整性與可靠性的極致要求。具體地：
21、一、材料體系及工藝創新
22、本發明通過特定添加劑體系電沉積出適于石墨烯生長的特定晶面取向銅基體；隨后在保護氣氛下進行高溫退火，同步完成銅箔的再結晶平整化與表面催化活性優化；最后在不破壞真空與氣氛的條件下直接通入碳源完成石墨烯生長。這種工藝避免了中間環節的污染與氧化，保障了最終產品性能的均一性與穩定性。
23、本發明摒棄了傳統的將石墨烯轉移至銅箔的復雜工藝，通過在精密電沉積制備的超低輪廓銅箔上直接原位生長高質量石墨烯，避免了轉移過程帶來的污染、破損和界面阻抗問題，實現了石墨烯與銅基底之間以碳原子插層形式的強化學鍵合與超低接觸電阻，為高頻信號提供了近乎理想的無缺陷傳輸通道。
24、二、結構設計創新
25、本發明通過銅箔的高溫退火與原位cvd生長石墨烯，在宏觀銅箔表面成功構建了原子級平整的石墨烯界面層，改變了傳統銅箔表面由粗化結晶形成的微觀峰谷輪廓，將導體表面粗糙度降低至近理論極限，從而最大限度地抑制了高頻信號傳輸中的趨膚效應損耗與信號散射，實現了信號傳輸效率的革命性提升。
26、并且通過石墨烯界面層，成功實現了防氧化、阻銅擴散、維持高剝離強度和保證超低輪廓這幾個關鍵性能。石墨烯以其物理阻隔性，同時解決了銅箔的長期氧化難題和在高頻板材中的離子遷移問題；同時，石墨烯層能夠實現與上層樹脂（“上層樹脂”是復合銅箔在高頻電路應用中必須結合的樹脂基介質層，例如可以是環氧樹脂、聚酰亞胺等）的理想界面結合力，在獲得超低輪廓的前提下，依然保持了高于行業標準的剝離強度，突破了傳統技術中“低粗糙度”與“高附著力”難以兼得的技術壁壘。
27、本發明的有益效果體現在：
28、本發明的復合銅箔將表面輪廓降至近理論極限，能夠抑制高頻信號傳輸中的趨膚效應和信號散射，使得導體在10ghz以上的超高頻段仍能保持極低的插入損耗與優異的信號完整性，滿足了5g/6g通信、高速計算等前沿領域對數據傳輸速率的要求。
29、原位生長的致密石墨烯層作為物理阻隔層，能有效阻止環境中的氧、水汽與銅基底接觸，從而解決了傳統銅箔易氧化的問題，提升了儲存與加工穩定性。同時，該層能強力阻遏銅原子在高電場、高溫條件下向介質層的遷移，防止由此導致的電路短路與性能衰變，極大提升了高端印制電路板（pcb）的長期使用可靠性與壽命。
30、本發明可通過精確控制復合銅箔的制備工藝參數（尤其是石墨烯生長相關參數），優化石墨烯層的表面化學狀態、結構完整性，以獲得與上層樹脂的理想界面結合力，并在獲得超低表面輪廓的同時，實現了遠優于傳統低輪廓銅箔的剝離強度。這解決了高頻電路材料領域長期存在的“為了低損耗犧牲附著力”或“為了可靠性接受高損耗”的兩難困境，使電路板兼具卓越的電學性能和機械可靠性。
31、本發明避免了傳統石墨烯轉移技術帶來的褶皺、污染、破損等問題，工藝流程簡單，產品良率高，適于大規模、低成本生產高性能高頻電路用銅箔。