線路(lu)闆（PCB闆）用(yong)棕化液(ye)綜述

　　1.棕(zong)化液開(kai)發背景(jing)

　　印刷線(xian)路闆(PCB)屬(shu)于電子(zi)設備制(zhi)造業，是(shi)保證各(ge)種電子(zi)元件形(xing)成電氣(qi)互連的(de)平台。PCE使(shi)用的聚(ju)合物基(ji)材可以(yi)是玻纖(xian)布增強(qiang)的環氧(yang)樹脂，或(huo)者苯酚(fen)、聚酰胺(an)👋等聚合(he)物，也可(ke)以是其(qi)他樹脂(zhi)等。在聚(ju)合物基(ji)材單面(mian)或雙面(mian)覆蓋一(yi)層👿薄銅(tong)，在銅面(mian)上覆蓋(gai)光刻膠(jiao)，經曝光(guang)、顯影、蝕(shi)👋刻後，可(ke)在銅面(mian)上形成(cheng)線路圖(tu)形，如此(ci)可以制(zhi)作出單(dan)面或雙(shuang)面的線(xian)路闆。由(you)于單雙(shuang)面闆提(ti)供電氣(qi)互連的(de)密度非(fei)常有限(xian)，于是發(fa)展出了(le)目前廣(guang)泛使用(yong)的多層(ceng)👩🏼‍❤️‍👨🏾線路闆(pan)。上述的(de)雙👽面👩🏽‍🐰‍👩🏿闆(pan)又稱内(nei)層闆，把(ba)雙面闆(pan)堆積起(qi)來，在雙(shuang)面闆之(zhi)間用半(ban)固化的(de)樹脂隔(ge)開，經過(guo)😺熱壓後(hou)形成多(duo)層闆。爲(wei)了實現(xian)各層闆(pan)之間的(de)電氣互(hu)連，需要(yao)鑽導通(tong)孔、盲孔(kong)或者是(shi)埋孔🙈。

 

　　在(zai) PCB 多層闆(pan)制造過(guo)程中，一(yi)個典型(xing)的問題(ti)是銅與(yu)膠㊙️之間(jian)出現☠️分(fen)層。爲了(le)增強内(nei)層之間(jian)的接合(he)力，PCB研究(jiu)人員進(jin)行了各(ge)種探索(suo)，在這個(ge)過程中(zhong)發展起(qi)來的黑(hei)氧化(black oxide技(ji)術成了(le) PCB 内層處(chu)理的主(zhu)要技術(shu)之一，并(bing)廣泛應(ying)用于實(shi)際生産(chan)中。随着(zhe)PCB 工業的(de)迅速發(fa)展和市(shi)場的需(xu)求，PCB 企業(ye)在制造(zao)技術不(bu)斷向高(gao)精度、輕(qing)量、薄👯🏾‍♂️型(xing)方向發(fa)展的同(tong)時，亦在(zai)努力🏊🏿‍♀️提(ti)高效率(lü)、降低成(cheng)本、改善(shan)環境，并(bing)适應多(duo)品種👿、小(xiao)批量生(sheng)産的需(xu)求，而傳(chuan)統的黑(hei)化工藝(yi)難以實(shi)現水平(ping)生産、制(zhi)作薄闆(pan)的能力(li)差，流程(cheng)長，工藝(yi)控制複(fu)雜，操作(zuo)環境差(cha)，污水處(chu)理成本(ben)高，發展(zhan)受到限(xian)制。雖然(ran)黑氧化(hua)技術可(ke)以增強(qiang)内層間(jian)的結合(he)力，但是(shi)仍然存(cun)在問題(ti)。在多層(ceng)闆鑽孔(kong)過程中(zhong)，高機械(xie)應力令(ling)孔周圍(wei)産生微(wei)分層現(xian)象,在後(hou)續的✋去(qu)鑽污及(ji)鍍銅過(guo)程中酸(suan)性🙉溶液(ye)通過毛(mao)細作用(yong)滲入層(ceng)間。由于(yu)酸性溶(rong)液會溶(rong)解銅氧(yang)化物🙂‍↔️，露(lu)出了銅(tong)本身的(de)顔👿色，即(ji)粉紅圈(quan)現象。粉(fen)紅圈現(xian)象不僅(jin)隻是外(wai)觀上的(de)問題，而(er)且存在(zai)功能上(shang)的問題(ti)，因此多(duo)層闆出(chu)現粉紅(hong)圈👿現象(xiang)通常被(bei)認爲是(shi)廢品。

 

　　自(zi)上世紀(ji)90年代中(zhong)後期，歐(ou)美廠商(shang)推出了(le)棕化工(gong)藝。棕氧(yang)化(brown oxide)技術(shu)克服了(le)黑氧化(hua)所不能(neng)避免的(de)缺點1，能(neng)夠促進(jin)銅面與(yu)聚合物(wu)樹脂這(zhe)一無機(ji)/有機界(jie)面的粘(zhan)結，爲多(duo)層印制(zhi)線路闆(pan)在後續(xu)的線路(lu)生産、電(dian)子元件(jian)的表面(mian)焊接、貼(tie)裝，提供(gong)可😁靠層(ceng)間結合(he)力。該工(gong)藝由于(yu)操作簡(jian)單、條件(jian)溫和、生(sheng)産效率(lü)💫高等優(you)點，而逐(zhu)漸取代(dai)黑化工(gong)藝，成爲(wei)印制😁線(xian)路闆内(nei)層制👩‍🍼作(zuo)的主流(liu)工藝🏃🏿‍♀️‍➡️。

 

　　2. 棕(zong)化機理(li)

　　棕化液(ye)是提高(gao)印制電(dian)路闆多(duo)層印制(zhi)電路内(nei)層銅面(mian)與🚶🏾‍♀️‍➡️聚合(he)材料粘(zhan)結力的(de)處理液(ye)，提高多(duo)層闆之(zhi)間😥的接(jie)合力可(ke)以從兩(liang)個因素(su)着手:一(yi)是提高(gao)粘接面(mian)的比表(biao)面積，二(er)是形成(cheng)了一層(ceng)有機金(jin)🧑🏻‍❤️‍🧑🏼屬轉化(hua)膜。内層(ceng)闆經過(guo)棕化處(chu)理😺後，在(zai)銅表面(mian)形成一(yi)👌層均勻(yun)的蜂窩(wo)狀的有(you)機金屬(shu)銅層，這(zhe)種結構(gou)能增強(qiang)與半固(gu)化樹脂(zhi)的結合(he)力:同時(shi)在層壓(ya)過程中(zhong)，參與樹(shu)脂固化(hua)交聯反(fan)應，從而(er)形成了(le)化學鍵(jian)，進一步(bu)增強了(le)與🙆🏿半固(gu)化樹脂(zhi)的結合(he)😗力。棕化(hua)能防止(zhi)銅進一(yi)步被腐(fu)蝕，保護(hu)銅😝線路(lu)，提高耐(nai)🙉酸性，保(bao)證了PCB多(duo)層闆的(de)質量和(he)性能。

 

　　棕(zong)化過程(cheng)是銅在(zai)一種酸(suan)性的介(jie)質中，銅(tong)表面被(bei)氧化劑(ji)氧化成(cheng)爲 Cu,O，形成(cheng)的氧化(hua)亞銅膜(mo)層具有(you)緻密、完(wan)整、均勻(yun)、粗糙度(du)一緻等(deng)特👩🏽‍🐰‍👩🏿點，爲(wei)下一步(bu)有機金(jin)屬轉化(hua)膜的㊙️形(xing)成提供(gong)良好的(de)物理~結(jie)構。氧化(hua)亞銅與(yu)含N、S、O的雜(za)環有機(ji)化合物(wu)緩蝕劑(ji)生成有(you)機金🧑🏻‍❤️‍🧑🏼屬(shu)銅膜，沉(chen)積在 CuO上(shang)面。因爲(wei)含 N、S、O的雜(za)環有機(ji)化合物(wu)的中心(xin)含有孤(gu)對電子(zi)和芳香(xiang)環，而氧(yang)化亞銅(tong)中銅原(yuan)子具🤑有(you)未充滿(man)的空間(jian)d軌道🧑🏽‍❤️‍💋‍🧑🏻，易(yi)接受電(dian)子，産生(sheng)π鍵和配(pei)位鍵，由(you)這兩種(zhong)鍵構成(cheng)有機金(jin)屬化合(he)物聚合(he)生成不(bu)溶性沉(chen)澱薄膜(mo)，非常穩(wen)定，阻🥑️止(zhi)了腐蝕(shi)介質的(de)侵蝕，防(fang)止粉紅(hong)圈的産(chan)生。通過(guo)棕氧化(hua)處理後(hou)的内層(ceng)闆結構(gou)😮‍💨如圖1所(suo)示。