線路闆（PCB闆）用(yong)棕化液綜述

　　1.棕化(huà)液開發背景

　　印刷(shua)線路闆(PCB)屬于電子(zǐ)設備制造業，是保(bao)證各種電子元件(jiàn)形成電氣互連的(de)平台。PCE使用的聚合(hé)物基材可以是玻(bō)纖布☔增強的環氧(yang)樹脂，或者苯酚、聚(jù)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(miàn)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(huò)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(fā)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(shuang)面闆堆積起來，在(zài)雙面闆之間用半(ban)固化💔的樹脂隔開(kāi)，經過⛱️熱壓後形成(cheng)多層闆。爲了實現(xiàn)各♉層闆之間的🏃🏻‍♂️電(diàn)氣互連，需要鑽導(dao)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(zhǒng)探索，在🌏這個過程(cheng)中發展起來的🌈黑(hei)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(su)發展和市場的需(xū)求，PCB 企業在制造技(ji)術不斷向高精度(dù)、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(bing)适應多品種、小批(pi)量生産的需求，而(ér)傳統的黑化工藝(yi)難以實現水平生(shēng)産、制💁作薄闆的能(neng)力差，流程長，工藝(yì)控制🌈複雜，操作環(huán)境差，污水處理成(chéng)本高，發展受到限(xiàn)制。雖然黑氧化技(ji)術💁可以增強内層(ceng)間的結合力，但是(shì)仍然🌂存在問題。在(zai)多層闆鑽孔過程(chéng)中，高機械應力令(ling)孔周圍産生微分(fèn)層現象♊,在後續的(de)去鑽污及鍍銅過(guo)程中酸性⭐溶液通(tong)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(shēn)的顔色，即粉紅圈(quān)現象🔞。粉紅圈現象(xiàng)不僅隻是外觀上(shàng)的問題，而且存在(zai)功能🔞上的問題，因(yīn)此多層闆出現粉(fěn)紅圈現象通常被(bei)認爲是廢品。

 

　　自上(shàng)世紀90年代中後期(qi)，歐美廠商推出了(le)棕化工藝。棕💋氧化(huà)(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(tóng)面與聚合物樹脂(zhi)這一無機/有機界(jiè)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(xiào)率高等優點，而逐(zhú)漸取代黑🌈化工藝(yi)，成爲印制㊙️線路闆(pǎn)内層制♊作的主流(liú)工藝。

 

　　2. 棕化機理

　　棕(zong)化液是提高印制(zhì)電路闆多層印制(zhì)電路内層銅面與(yu)聚合材料粘結力(li)的處理液，提高多(duō)層闆之間的接合(he)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(biao)面形成一層均勻(yun)的蜂窩狀的有機(jī)金屬銅層⭐，這種結(jie)構能增強與半固(gù)⭕化樹脂的結合力(li):同時在層壓過程(cheng)中，參與樹脂固化(huà)交聯反應，從而形(xing)成了❄️化學鍵，進一(yī)步增強了與🧡半固(gu)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(suān)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(jì)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(yun)、粗🈚糙度一緻等特(te)點，爲下一步有機(ji)金屬轉🔅化膜的形(xíng)成提供良好💞的物(wu)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(wèi)含 N、S、O的雜環有機化(huà)合物的中心含有(you)孤對電子和💁芳香(xiang)環，而氧化亞銅中(zhōng)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(jiàn)和配位鍵，由這兩(liang)種鍵構成有機金(jīn)屬化合物聚合生(sheng)成不溶性🏃‍♀️沉澱薄(bao)膜，非常穩定，阻止(zhǐ)了腐蝕介質的侵(qīn)蝕，防止粉紅圈的(de)産生。通過棕氧化(huà)處理後的内🙇🏻層闆(pǎn)結構如圖1所示。