線路闆(pǎn)（PCB闆）用棕化液綜(zōng)述

　　1.棕化液開發(fā)背景

　　印刷線路(lù)闆(PCB)屬于電子設(shè)備制造業，是保(bao)證各種電子元(yuan)件形成💁電氣互(hù)連的平台。PCE使用(yong)的聚合物基材(cái)📧可以是玻🙇🏻纖布(bu)增強的環🐉氧樹(shù)脂，或者苯酚、聚(jù)酰胺等聚合物(wù)，也可以是其他(ta)樹脂等。在聚合(he)物基材單面或(huo)雙面☔覆蓋一層(céng)薄銅，在銅面上(shàng)覆蓋🔅光刻膠，經(jing)❤️曝光、顯影、蝕刻(ke)後，可在銅面上(shàng)形成線❌路圖形(xíng)，如此可以制作(zuo)出單面或雙面(mian)的線路闆。由于(yu)單雙面闆提供(gòng)電氣互連的密(mì)度非常有限，于(yú)是發展出了目(mu)前廣泛使用的(de)多層線路闆。上(shang)述的雙面闆又(yòu)稱内層闆，把雙(shuang)面闆堆積起來(lái)，在雙面闆之間(jian)用半固化的樹(shù)脂隔開，經過熱(re)壓後形成多層(ceng)闆。爲🔴了實現各(ge)層闆之間的電(dian)氣互連，需要鑽(zuan)導通孔、盲孔或(huò)者是埋孔。

 

　　在 PCB 多(duo)層闆制造過程(cheng)中，一個典型的(de)問題是銅與膠(jiao)之間出現分層(céng)。爲了增強内層(ceng)之間的接合力(li)，PCB研究👌人員進行(háng)了各種探索，在(zai)這個過程中發(fā)展起來的黑氧(yǎng)化(black oxide技術成了 PCB 内(nèi)層✊處理的主要(yào)技🌈術之一，并廣(guǎng)泛應用于實際(ji)生産中。随着PCB 工(gong)業的迅速發展(zhan)和市場的需求(qiu)，PCB 企業在制造技(ji)術不斷向高精(jing)度、輕量、薄型方(fang)向發展的同時(shi)，亦在努力提高(gao)效率、降低成本(ben)、改善環境👈，并适(shi)應多品種、小批(pī)量生産的需求(qiú)，而傳統的黑化(huà)工藝難以實現(xian)水平生産、制作(zuo)薄闆的能力差(cha)，流程長，工藝控(kong)制複雜，操作環(huan)境差，污水處理(li)成本高，發展受(shou)到限制。雖然黑(hei)氧化技術可以(yǐ)增強内層間的(de)結合力，但是仍(reng)然存在問題。在(zài)多層闆鑽孔過(guò)程中，高機械應(ying)力令⛷️孔周圍産(chǎn)生微分層現象(xiàng),在後續的去鑽(zuan)污及鍍銅過程(chéng)中酸性溶🚩液通(tōng)過毛細作用滲(shèn)入層間。由于酸(suan)性溶液會溶解(jiě)銅氧化物，露出(chu)了銅本身的顔(ya)色，即粉紅圈現(xian)象。粉紅圈現象(xiang)不僅隻是外觀(guan)上的問題，而且(qie)存在功能🏃🏻‍♂️上的(de)問題，因此多層(ceng)闆出現粉紅圈(quān)現象通常被認(rèn)爲是廢品⚽。

 

　　自上(shang)世紀90年代中後(hou)期，歐美廠商推(tui)出了棕化工藝(yì)。棕氧♊化(brown oxide)技🐇術克(kè)服了黑氧化所(suǒ)不能避免的缺(quē)點1，能夠促進銅(tóng)面與🈲聚合物樹(shù)脂這一無機/有(yǒu)機界面的粘結(jie)，爲多層印制線(xiàn)路闆在後🥰續的(de)線路生産、電子(zǐ)元件的表面焊(hàn)接、貼裝，提供可(kě)🍉靠層間結合力(li)。該工藝由于操(cao)作簡單、條件溫(wen)和、生産效率⭐高(gāo)等優點，而逐漸(jian)取代黑💞化工藝(yi)，成爲印制線路(lu)闆内層制作的(de)主流工藝。

 

　　2. 棕化(huà)機理

　　棕化液是(shi)提高印制電路(lu)闆多層印制電(diàn)路内層銅面與(yu)聚合材料粘結(jié)力的處理液，提(tí)高多層闆之間(jiān)的接合力可以(yǐ)從兩個因♌素着(zhe)手:一是提高粘(zhān)接面的比表面(mian)積，二是形成了(le)一層有機金屬(shǔ)轉化膜。内層闆(pan)經過棕化處理(lǐ)後，在銅表面形(xing)成一層均勻的(de)蜂窩狀的有機(jī)金屬銅層，這種(zhǒng)結構能增強與(yu)半固🏃🏻‍♂️化樹脂的(de)結合力:同時在(zài)層壓過程中，參(cān)與樹脂固化交(jiao)聯反🏃‍♂️應，從而形(xíng)成了化學鍵，進(jin)一步增強了與(yǔ)半固化樹脂的(de)結合📐力。棕化能(néng)防止銅🤟進一步(bu)被腐蝕，保護銅(tóng)線路，提高耐酸(suan)性，保證了PCB多層(ceng)闆的質量🌈和性(xìng)能。

 

　　棕化過程是(shi)銅在一種酸性(xìng)的介質中，銅表(biǎo)面被氧化劑氧(yǎng)化成爲 Cu,O，形成的(de)氧化亞銅膜層(céng)具有緻密、完整(zheng)、均勻、粗糙度一(yi)緻等特點，爲下(xia)一步有機金屬(shu)轉化膜的形成(chéng)提供良好的物(wù)理結構。氧化亞(ya)銅與含N、S、O的雜環(huan)有機化合物緩(huǎn)蝕劑生成有機(ji)金🔞屬銅膜，沉🐕積(jī)在 CuO上面。因爲含(hán) N、S、O的雜環有機化(hua)合物的中心含(hán)有孤對電子和(he)芳香環，而氧化(huà)亞銅中銅原子(zi)具🌈有未充滿的(de)空間d軌道🌈，易接(jiē)受電子，産生π鍵(jiàn)和配位鍵，由這(zhe)兩種鍵構成有(yǒu)機♈金屬化合物(wu)聚合生成不溶(róng)性沉澱薄膜🏃‍♀️，非(fei)常穩定，阻止了(le)腐蝕介質的侵(qin)蝕，防止🆚粉紅圈(quān)的産生。通過棕(zōng)氧化處理後的(de)内層闆結構♈如(rú)圖1所示。