線路闆(pan)（PCB闆）用棕化(hua)液綜述

　　1.棕(zong)化液開發(fa)背景

　　印刷(shua)線路闆(PCB)屬(shu)于電子設(she)備制造業(ye)，是保證各(ge)種電子元(yuan)件💞形成電(dian)氣互連的(de)平台。PCE使用(yong)的聚合物(wu)基材可以(yi)是玻纖布(bu)增強的環(huan)氧樹脂，或(huo)者苯酚、聚(ju)酰胺⛹🏻‍♀️等聚(ju)合物，也可(ke)以是其他(ta)樹脂等。在(zai)聚😵‍💫合物基(ji)材單面或(huo)雙面覆蓋(gai)一層薄銅(tong)，在銅面上(shang)覆蓋👿光刻(ke)膠，經曝光(guang)、顯影、蝕刻(ke)後，可在銅(tong)面上形成(cheng)線路圖形(xing)，如此✡️可以(yi)制作出單(dan)面或雙面(mian)的線🙉路闆(pan)。由于單雙(shuang)面闆🧑🏾‍🎄提供(gong)電氣互連(lian)的🧜🏼‍♂️密度非(fei)常有限，于(yu)是發展出(chu)了目🔞前廣(guang)泛使用的(de)多層線路(lu)闆。上述的(de)雙面闆又(you)稱内層闆(pan)，把雙面闆(pan)堆積起來(lai)，在雙面闆(pan)之間用半(ban)🧜🏼‍♂️固化😁的樹(shu)脂隔開，經(jing)過熱壓後(hou)形成多層(ceng)闆。爲了實(shi)現各🛌🏻層闆(pan)之間的電(dian)氣互連，需(xu)要鑽導通(tong)孔、盲孔或(huo)者是埋孔(kong)。

 

　　在 PCB 多層闆(pan)制造過程(cheng)中，一個典(dian)型的問題(ti)是銅與膠(jiao)之間😺出現(xian)分層。爲了(le)增強内層(ceng)之間的接(jie)合力，PCB研究(jiu)😈人員進行(hang)了各種探(tan)索，在🔞這個(ge)過程中發(fa)展起來的(de)黑氧化(black oxide技(ji)術成了 PCB 内(nei)層💌處理的(de)主要技術(shu)之一，并廣(guang)泛應用于(yu)實際生産(chan)中。随着PCB 工(gong)🙆🏿業的迅速(su)😝發展和市(shi)👩🏿‍❤️‍💋‍👨🏽場的需求(qiu)，PCB 企業在制(zhi)造技術不(bu)斷向高精(jing)度、輕量、薄(bao)🧑🏽‍🎄型方向發(fa)展的同時(shi)，亦在努力(li)😵‍💫提高效率(lü)、降低成本(ben)、改善環境(jing)，并适應✋多(duo)品種🤑、小批(pi)量生産的(de)需求，而傳(chuan)統的黑化(hua)工藝難以(yi)👱🏼‍♂️實現水平(ping)生産、制作(zuo)薄闆的能(neng)力差，流程(cheng)長，工藝控(kong)制複雜，操(cao)…作環境差(cha)，污水處理(li)成本高，發(fa)展受到限(xian)制。雖🤶🏾然黑(hei)氧化技術(shu)可以增強(qiang)内層間的(de)結合力，但(dan)是仍然存(cun)在問題。在(zai)多層闆鑽(zuan)💕孔過🏃🏻‍♀️程中(zhong)，高機械應(ying)力令孔周(zhou)🤑圍👺産生微(wei)分層現象(xiang),在後續的(de)🙂‍↔️去鑽污及(ji)鍍銅過程(cheng)中酸性溶(rong)液通過毛(mao)細作用滲(shen)入層間。由(you)于酸性溶(rong)液會溶解(jie)銅氧化物(wu)，露出了銅(tong)本身的顔(ya)色，即粉紅(hong)圈現象。粉(fen)紅圈現象(xiang)不僅隻是(shi)外💘觀上的(de)問題，而且(qie)存在功能(neng)上的問題(ti)，因此多層(ceng)闆出現粉(fen)紅圈現象(xiang)通常被認(ren)爲是廢品(pin)。

 

　　自上世紀(ji)90年代中後(hou)期，歐美廠(chang)商推出了(le)棕化工藝(yi)。棕氧化🙂‍↕️(brown oxide)技(ji)術克服了(le)黑氧化所(suo)不能避免(mian)的缺點1，能(neng)夠促進銅(tong)面與💯聚合(he)物樹脂這(zhe)一無機/有(you)機界面的(de)粘結，爲多(duo)層印制線(xian)路闆在後(hou)續的線👽路(lu)生産、電子(zi)元件的表(biao)面焊接、貼(tie)👻裝，提供可(ke)靠層間結(jie)🧛🏾‍♀️合力。該工(gong)藝由于操(cao)作簡單、條(tiao)件溫👹和、生(sheng)産效率高(gao)等優點，而(er)逐漸取代(dai)黑化工藝(yi)，成爲印制(zhi)線路闆内(nei)層制作的(de)主流工藝(yi)。

 

　　2. 棕化機理(li)

　　棕化液是(shi)提高印制(zhi)電路闆多(duo)層印制電(dian)路内層銅(tong)面與聚合(he)材料粘結(jie)力的處理(li)液，提高多(duo)層闆之間(jian)的接合力(li)可以ˇ從兩(liang)✋個因素着(zhe)手:一是提(ti)高粘接面(mian)的比表面(mian)積，二👻是形(xing)成了一層(ceng)有機金屬(shu)轉化膜。内(nei)👾層闆經過(guo)棕化處理(li)後，在銅表(biao)💕面形成一(yi)層均勻的(de)蜂窩狀的(de)有機金屬(shu)銅層，這種(zhong)結構能增(zeng)強與半固(gu)化樹脂的(de)結合🧑🏽‍❤️‍💋‍🧑🏻力:同(tong)時在層壓(ya)過程中，參(can)與樹脂固(gu)🏊🏿‍♀️化交聯反(fan)應，從而形(xing)成了化學(xue)鍵，進一步(bu)增強了與(yu)半👨‍🦰固化樹(shu)脂的結合(he)力。棕化能(neng)防止銅進(jin)一步被腐(fu)蝕，保護銅(tong)線路，提高(gao)耐酸性，保(bao)證了PCB多層(ceng)闆的質量(liang)👩‍🍼和性能。

 

　　棕(zong)化過程是(shi)銅在一種(zhong)酸性的介(jie)質中，銅表(biao)面被氧👼🏾化(hua)劑氧化成(cheng)爲 Cu,O，形成的(de)氧化亞銅(tong)膜層具有(you)緻密、完整(zheng)、均勻、粗糙(cao)度一緻等(deng)特點，爲下(xia)一步有機(ji)金屬轉化(hua)膜的形成(cheng)提供良好(hao)🏊🏾‍♀️的物理結(jie)構。氧化亞(ya)銅與含👽N、S、O的(de)雜環有機(ji)化合物緩(huan)蝕劑生♌️成(cheng)有機金屬(shu)銅膜，沉積(ji)在 CuO上面。因(yin)爲含 N、S、O的雜(za)環有機化(hua)合物的中(zhong)心含有孤(gu)對電子和(he)🙂‍↔️芳香環，而(er)氧化亞銅(tong)中銅原子(zi)具有未充(chong)滿的空間(jian)d軌道，易接(jie)受電子，産(chan)生π鍵和配(pei)位鍵，由這(zhe)⛹🏻‍♀️兩種鍵構(gou)成有機😍金(jin)屬化合物(wu)聚合生成(cheng)不溶性沉(chen)澱薄膜，非(fei)常穩定，阻(zu)止了腐蝕(shi)介質的侵(qin)蝕，防止粉(fen)紅圈的産(chan)生。通過棕(zong)氧⛹🏻‍♀️化處理(li)後的内👿層(ceng)闆結構如(ru)圖1所示。