線路闆（pcb闆）用棕化液(yè)綜述

　　1.棕化液開發(fā)背(bèi)景

　　印(yìn)刷線路闆(pcb)屬于(yú)電子設備(bèi)制造(zào)業，是(shì)保證各(gè)種(zhǒng)電子元件形成(chéng)電氣互連的平台。pce使用的聚合(hé)物基(jī)材可以是(shì)玻纖布增強的(de)環氧樹(shù)脂，或者(zhě)苯酚(fēn)、聚酰(xiān)胺等聚合(hé)物(wù)，也可以(yǐ)是(shì)其他(tā)樹脂等。在聚(jù)合物基材(cái)單面(miàn)或雙面覆(fù)蓋一(yī)層薄銅，在(zài)銅面上覆蓋光(guāng)刻膠，經曝光、顯(xiǎn)影、蝕刻後(hòu)，可在(zài)銅面(miàn)上形成線(xiàn)路圖(tú)形(xíng)，如(rú)此可以制(zhì)作出單面(miàn)或雙面的(de)線路闆。由(yóu)于(yú)單雙面闆提供電氣互(hù)連的密度非常(cháng)有限，于是(shì)發展出了(le)目前(qián)廣泛(fàn)使用的(de)多層線(xiàn)路闆(pǎn)。上述(shù)的雙(shuāng)面闆(pǎn)又稱内層(céng)闆，把(bǎ)雙(shuāng)面闆堆積起(qǐ)來(lái)，在(zài)雙面(miàn)闆之間用半固(gù)化的樹脂(zhī)隔開，經過(guò)熱壓後形(xíng)成多(duō)層闆。爲了(le)實現各層闆之(zhī)間的(de)電氣互連(lián)，需要鑽導通孔(kǒng)、盲孔(kǒng)或(huò)者是埋孔。

 

　　在 pcb 多(duō)層闆制(zhì)造過程中，一個(gè)典型(xíng)的(de)問題是銅與膠之間出(chū)現分(fèn)層(céng)。爲了增(zēng)強内層(céng)之間的接合力，pcb研(yán)究人(rén)員進(jìn)行了各種探索，在(zài)這個過(guò)程中發展起來的黑(hēi)氧化(black oxide技術(shù)成(chéng)了 pcb 内層處理(lǐ)的主(zhǔ)要技術之(zhī)一，并廣泛應用(yòng)于實(shí)際(jì)生産中(zhōng)。随着pcb 工業的迅速發(fā)展和(hé)市場(chǎng)的需求，pcb 企業(yè)在(zài)制造技術不斷向高精(jīng)度(dù)、輕量、薄型(xíng)方向發展的同時(shí)，亦(yì)在努(nǔ)力提高效率(lǜ)、降(jiàng)低成本、改(gǎi)善環(huán)境，并(bìng)适(shì)應多品(pǐn)種、小批量(liàng)生産(chǎn)的需(xū)求，而(ér)傳統(tǒng)的黑化工藝難以實(shí)現水平生産、制作薄(báo)闆的(de)能力(lì)差，流程長(zhǎng)，工(gōng)藝控制(zhì)複雜(zá)，操作環境差，污(wū)水處理成本高，發展受(shòu)到限制(zhì)。雖然(rán)黑氧化技術可(kě)以增強内(nèi)層間(jiān)的結合力(lì)，但是仍然存在問題。在多層闆鑽孔過程中，高(gāo)機械應力令孔(kǒng)周圍(wéi)産生微分(fèn)層現象,在後續的去(qù)鑽污及鍍銅過(guò)程中酸性(xìng)溶液通過毛細(xì)作用滲入層間(jiān)。由于酸性(xìng)溶液(yè)會溶(róng)解(jiě)銅氧化物，露(lù)出了銅本(běn)身(shēn)的顔色，即粉(fěn)紅圈現象(xiàng)。粉(fěn)紅(hóng)圈現象(xiàng)不(bú)僅隻是外觀上的問題，而(ér)且(qiě)存在功(gōng)能上(shàng)的問題，因(yīn)此多層闆出(chū)現粉紅圈現象通(tōng)常被認爲(wèi)是廢(fèi)品。

 

　　自(zì)上世紀90年(nián)代中後期，歐美廠商推出了棕(zōng)化工藝(yì)。棕氧化(brown oxide)技術(shù)克服了黑氧化所不(bú)能避(bì)免(miǎn)的(de)缺點1，能夠(gòu)促進銅面(miàn)與聚(jù)合物樹脂這一(yī)無機/有機(jī)界面的粘(zhān)結，爲多層(céng)印(yìn)制線路闆在(zài)後續的線路生(shēng)産、電(diàn)子元件的(de)表面焊接、貼裝(zhuāng)，提供(gòng)可靠(kào)層間(jiān)結合力。該工藝(yì)由于操作簡單、條件(jiàn)溫和、生産(chǎn)效率高(gāo)等(děng)優點，而逐(zhú)漸取(qǔ)代黑(hēi)化工藝，成爲印(yìn)制線路(lù)闆内層制作的主(zhǔ)流工(gōng)藝。

 

　　2. 棕(zōng)化(huà)機(jī)理

　　棕(zōng)化液(yè)是提(tí)高印(yìn)制(zhì)電(diàn)路闆多層(céng)印制電路内層銅面與聚合材(cái)料粘結力的處(chù)理液(yè)，提高(gāo)多層闆之間的接合(hé)力可(kě)以(yǐ)從兩(liǎng)個(gè)因素(sù)着手:一是提高(gāo)粘接(jiē)面的(de)比表(biǎo)面積(jī)，二是形成了一層有(yǒu)機金(jīn)屬轉(zhuǎn)化膜(mó)。内層闆(pǎn)經(jīng)過棕(zōng)化處理(lǐ)後(hòu)，在銅(tóng)表面形成一層均勻的蜂窩狀的有機金屬銅(tóng)層，這種(zhǒng)結構能增強與半固化(huà)樹脂(zhī)的結(jié)合力:同時在層壓過(guò)程中，參與樹(shù)脂(zhī)固化交聯(lián)反應(yīng)，從而形成了化學鍵，進(jìn)一步增(zēng)強了與(yǔ)半(bàn)固化(huà)樹脂的結合(hé)力(lì)。棕化能防(fáng)止銅(tóng)進一步(bù)被腐蝕(shí)，保護(hù)銅線(xiàn)路，提高耐酸(suān)性，保證(zhèng)了pcb多(duō)層(céng)闆(pǎn)的質(zhì)量和性能(néng)。

 

　　棕化(huà)過程(chéng)是銅(tóng)在一(yī)種酸(suān)性的介質(zhì)中，銅表面被氧化劑氧化成爲(wèi) cu,o，形成(chéng)的(de)氧化亞銅膜層(céng)具有緻(zhì)密、完(wán)整、均勻、粗糙(cāo)度(dù)一緻(zhì)等特(tè)點，爲下(xià)一步有機金屬轉(zhuǎn)化膜的形(xíng)成提(tí)供良好的物理結構(gòu)。氧化亞(yà)銅與含(hán)n、s、o的雜環(huán)有機化(huà)合物緩蝕(shí)劑生成有(yǒu)機(jī)金(jīn)屬銅(tóng)膜，沉(chén)積在 cuo上面(miàn)。因爲(wèi)含(hán) n、s、o的(de)雜環(huán)有機(jī)化(huà)合物(wù)的(de)中心含有孤對電子和(hé)芳(fāng)香環(huán)，而氧(yǎng)化亞銅中(zhōng)銅原子具(jù)有未(wèi)充滿的空(kōng)間d軌(guǐ)道，易接受電子(zǐ)，産生π鍵和(hé)配位(wèi)鍵，由(yóu)這兩(liǎng)種鍵構成有(yǒu)機金屬(shǔ)化合物聚合生成不溶性(xìng)沉澱薄膜(mó)，非(fēi)常穩定(dìng)，阻止(zhǐ)了腐蝕介(jiè)質的侵蝕(shí)，防止(zhǐ)粉紅圈的(de)産生(shēng)。通過棕氧(yǎng)化處(chù)理後(hòu)的内層闆(pǎn)結構(gòu)如圖1所示(shì)。