線路闆（PCB闆）用(yong)棕化液綜述

　　1.棕化(hua)液開發背景

　　印刷(shuā)線路闆(PCB)屬于電子(zǐ)設備制造業，是保(bao)證各種電子元件(jian)形成電氣互連的(de)平台。PCE使用的聚合(he)物基材可以是玻(bo)纖布㊙️增強的環🧡氧(yang)樹脂，或者苯酚、聚(ju)酰胺等聚合物，也(ye)可以是其他樹脂(zhi)等。在聚🐇合物基材(cái)單面或雙面覆蓋(gai)一層薄銅，在銅面(mian)上覆蓋⛱️光刻膠，經(jing)曝光、顯影、蝕刻後(hou)，可在銅面上形成(chéng)線路圖形，如此可(ke)以制作出單面或(huo)雙面的線路闆。由(yóu)于單雙面闆提供(gòng)電氣✊互連的密度(dù)非常有限，于是發(fa)展出了目🔴前廣泛(fàn)使用的多層線路(lu)闆。上述的雙面闆(pǎn)又稱内☀️層闆，把雙(shuāng)面闆堆積起來，在(zai)雙🙇🏻面闆之間用半(bàn)固化的樹脂隔開(kai)，經過熱壓後形成(cheng)多層闆。爲了實現(xian)各層闆之間的電(dian)氣互連，需📧要🈚鑽導(dǎo)通孔、盲孔或者是(shì)🔴埋孔。

 

　　在 PCB 多層闆制(zhi)造過程中，一個典(dian)型的問題是銅與(yu)膠📞之間出現分層(céng)。爲了增強内層之(zhī)間的接合力，PCB研究(jiu)人員進行了各種(zhong)探索，在這個過程(chéng)中發展起來的黑(hēi)氧化(black oxide技術成♍了 PCB 内(nei)層處理的🌐主要技(jì)術之一，并廣泛應(ying)用于實際生産⛹🏻‍♀️中(zhong)。随着PCB 工業的迅速(sù)發展和市❗場的需(xū)求，PCB 企業在制造技(jì)術不斷向高🚶精度(du)、輕量、薄型方向發(fa)展🐇的同時，亦在努(nu)力提高效率、降低(dī)成本、改善環境，并(bìng)适應🔞多品種、小批(pi)量生💯産的需求，而(er)傳統的黑化工藝(yì)難以實現水平生(sheng)産、制作薄闆的能(neng)力差，流程長，工藝(yi)控制複雜，操作環(huan)境差，污水處理♈成(cheng)本高，發展受到限(xian)制。雖☁️然黑氧化技(ji)術可以增強💋内層(céng)間的結💰合力，但是(shi)仍然存在問題。在(zai)多層闆鑽孔過程(cheng)中，高機械應力令(lìng)🌐孔周圍産生微分(fen)層現象💚,在後續的(de)去鑽污及鍍銅過(guo)程中酸性溶🏃液通(tōng)過毛細作用滲入(ru)層間。由于酸性溶(rong)液會溶解銅氧化(huà)物，露出了銅本身(shen)的顔色，即粉紅圈(quan)現象🔞。粉紅圈現象(xiang)不僅🆚隻是外觀上(shang)的問題，而且存在(zài)功能上的問題，因(yīn)此多層闆出現粉(fěn)紅圈🌈現象通常被(bèi)認爲🔱是廢品。

 

　　自上(shàng)世紀90年代中後期(qī)，歐美廠商推出了(le)棕化工藝。棕氧化(hua)(brown oxide)技術📱克服了黑氧(yang)化所不能避免的(de)缺點1，能夠促進銅(tong)面與🆚聚合🏃‍♀️物樹脂(zhi)這一無機/有機界(jie)面的粘結，爲多層(ceng)印制線路📱闆在後(hòu)續的線路生産、電(diàn)子元件的表面焊(han)接、貼裝，提供可㊙️靠(kao)層間結合力。該工(gōng)藝由于操作簡單(dan)、條件溫🧡和、生産效(xiao)率高等優點，而逐(zhú)漸取代黑化工藝(yi)，成爲印制線路闆(pan)内層制作的主流(liu)工藝。

 

　　2. 棕化機理

　　棕(zong)化液是提高印制(zhi)電路闆多層印制(zhi)電路内層銅面與(yu)聚合材料粘結力(lì)的處理液，提高多(duō)層闆之間的接合(hé)力可以從兩💚個因(yīn)素着手:一是提高(gao)粘接面的比表面(miàn)積，二是形成💜了一(yī)層有機金屬轉化(hua)膜。内🔞層闆經過🏃🏻棕(zong)化處理後，在銅表(biǎo)面形成一層均勻(yun)的蜂窩狀的有機(ji)金屬銅層，這種結(jié)構能增強與半固(gu)💋化樹脂的結合力(lì):同時在層壓過程(cheng)中，參與樹脂固化(hua)交聯反應，從而形(xíng)成了化學鍵，進一(yi)步增強了與半固(gù)化樹脂的結合👅力(li)。棕化能防止銅進(jìn)一步被腐🥵蝕，保護(hu)銅線路，提高耐🐅酸(suan)性，保✨證了PCB多層闆(pan)的🌏質量和性能。

 

　　棕(zong)化過程是銅在一(yī)種酸性的介質中(zhōng)，銅表面被氧化💯劑(ji)氧化成爲 Cu,O，形成的(de)氧化亞銅膜層具(jù)有緻密、完整、均勻(yún)、粗糙度一緻等特(te)點，爲下一步有機(ji)金屬轉化膜的形(xing)成提供良好的物(wù)理結構。氧化亞銅(tong)與含N、S、O的雜環有機(jī)化合物緩蝕劑生(shēng)成有機金屬銅膜(mó)，沉積在 CuO上面。因❌爲(wei)含 N、S、O的雜環有機化(hua)合物的中心含有(you)孤對電子和芳香(xiāng)環，而氧化亞銅中(zhong)銅原子具有未充(chong)滿的空間d軌道🎯，易(yi)接受電子，産生π鍵(jian)和配位鍵，由👅這兩(liǎng)種鍵構成有機金(jin)屬化合物聚合生(sheng)成不溶性🐕沉澱薄(bao)膜🎯，非常穩定，阻止(zhi)了腐蝕介質的侵(qin)蝕，防止粉紅圈的(de)産生。通過棕氧化(hua)處理後的内✊層闆(pǎn)結構🌍如圖1所示。