線路闆（PCB闆(pan)）用棕化液綜(zong)述

　　1.棕化液開(kai)發背景

　　印刷(shua)線路闆(PCB)屬于(yu)電子設備制(zhi)造業，是保證(zheng)各種電子🧑🏽‍🤝‍🧑🏻元(yuán)件形🌈成電氣(qì)互連的平台(tái)。PCE使用的聚合(hé)物基材可以(yǐ)是玻纖布增(zēng)強㊙️的環氧樹(shu)脂，或者苯酚(fen)、聚酰胺🔞等聚(jù)合物，也可以(yǐ)是其🌈他樹脂(zhī)🚩等。在聚合物(wù)基材單面或(huo)雙面覆蓋一(yi)層薄銅，在銅(tóng)面上覆蓋光(guang)刻膠，經曝光(guāng)、顯影、蝕刻後(hou)，可在銅面上(shang)形成線路圖(tú)形，如此可以(yi)制作出🤩單面(mian)或雙面的線(xiàn)路闆。由于單(dan)雙面闆提供(gong)電氣🍓互連的(de)密度非常有(you)限，于是發展(zhan)出了目前廣(guang)泛使用的多(duo)層🧑🏾‍🤝‍🧑🏼線路闆。上(shang)述的雙面闆(pan)又稱内層闆(pǎn)，把雙面闆堆(duī)積起來，在雙(shuang)面闆之間用(yong)半🐉固化的樹(shù)脂隔開，經過(guò)熱壓後形成(chéng)多層闆。爲了(le)實現各層闆(pan)之間的電氣(qì)互連，需要鑽(zuàn)導通孔、盲孔(kong)或者是😍埋孔(kǒng)。

 

　　在 PCB 多層闆制(zhi)造過程中，一(yī)個典型的問(wèn)題是銅與膠(jiao)之間出現🏒分(fèn)層。爲了增強(qiáng)内層之間的(de)接合力，PCB研究(jiū)人員進行了(le)各種探索，在(zài)🈲這個過程中(zhong)發展起來的(de)黑氧化(black oxide技術(shù)成✍️了 PCB 内層處(chù)理的主要技(jì)術之一，并廣(guang)泛應用于實(shí)際生産中。随(suí)着PCB 工業的迅(xùn)速發展和市(shi)👣場的需求，PCB 企(qǐ)業在制造技(jì)術不斷向高(gāo)🏃‍♂️精度、輕量、薄(bao)型方向發展(zhan)的同時，亦在(zai)努力提高效(xiào)率、降低📱成本(ben)🌈、改善環境👉，并(bìng)适應👄多品種(zhong)、小批量生産(chǎn)的需求，而傳(chuan)統的黑化工(gōng)藝難以💁實現(xian)水平生産、制(zhi)作薄闆的能(neng)力差，流程長(zhǎng)，工藝控制💜複(fu)雜，操作環境(jing)差，污水⁉️處理(lǐ)成本高，發展(zhǎn)受到限制。雖(sui)然黑氧化技(ji)術可以增強(qiáng)内層間的結(jié)合力，但是仍(reng)然🤩存在問題(ti)。在多層闆鑽(zuan)孔過程中，高(gao)機械應力令(lìng)孔周圍🥰産生(shēng)微分層現象(xiàng),在後續的去(qù)鑽污及鍍銅(tong)過程中酸性(xing)🌂溶液通過毛(mao)細作用滲入(rù)層間。由于酸(suān)性溶液會🏃🏻‍♂️溶(rong)解銅氧化物(wu)，露出了銅本(běn)身的顔色，即(jí)粉紅圈現象(xiàng)。粉紅圈現象(xiàng)⁉️不僅隻是外(wai)觀上的問題(ti)，而且存在功(gong)能上的問題(tí)，因此多層闆(pan)出現粉紅圈(quan)現象通常被(bèi)認爲是廢品(pǐn)🔴。

 

　　自上世紀90年(nián)代中後期，歐(ōu)美廠商推出(chū)了棕化工藝(yì)。棕氧化(brown oxide)技術(shù)克服了黑氧(yǎng)化所不能避(bì)免的缺點1，能(neng)夠促進銅🈲面(miàn)與聚合物樹(shu)脂這一無機(jī)/有機界面的(de)粘結，爲多層(céng)印制線路🈚闆(pǎn)在後續的線(xian)❄️路生産、電子(zi)元件的表面(mian)焊接、貼裝，提(tí)供可靠層間(jiān)結合力。該工(gong)藝由于操作(zuo)簡單、條件溫(wēn)和、生産效率(lǜ)👄高等優點，而(ér)逐漸取代黑(hei)🈲化工藝，成爲(wei)印制線路闆(pǎn)内層制作的(de)主流工藝。

 

　　2. 棕(zōng)化機理

　　棕化(hua)液是提高印(yìn)制電路闆多(duō)層印制電路(lù)内層銅面與(yu)聚合材🚩料粘(zhan)結力的處理(lǐ)液，提高多層(ceng)闆之間的接(jiē)合力🧑🏾‍🤝‍🧑🏼可以從(cóng)兩個因素着(zhe)手:一是提高(gāo)粘接面的比(bi)表面積，二是(shi)形成了一層(céng)有機金屬轉(zhuǎn)化膜。内層闆(pǎn)經過棕化處(chu)理後，在銅表(biǎo)🥰面形成一層(céng)均勻的💚蜂窩(wo)狀的有機金(jīn)屬銅層，這種(zhong)結構能🥵增強(qiang)與半固化樹(shu)脂的結合🏃🏻‍♂️力(lì):同時在層壓(yā)過程中，參與(yǔ)樹脂固🔴化交(jiao)聯反應，從而(ér)形成了化學(xué)鍵，進一步增(zēng)強了與半固(gù)化樹脂的結(jié)合🐕力。棕化能(néng)防止銅進一(yī)步被腐蝕，保(bǎo)護銅線路，提(ti)高耐📧酸性，保(bao)證了PCB多層闆(pan)的質量和性(xìng)能。

 

　　棕化過程(chéng)是銅在一種(zhong)酸性的介質(zhì)中，銅表面被(bei)氧化劑🛀🏻氧化(huà)成爲 Cu,O，形成的(de)氧化亞銅膜(mó)層具有緻密(mi)、完整、均勻、粗(cu)糙度一緻等(děng)特📞點，爲下一(yī)步有機金屬(shu)轉📱化膜的♌形(xíng)成提供良好(hao)的物理👨‍❤️‍👨結構(gou)。氧🏃‍♀️化亞銅與(yǔ)含N、S、O的雜環有(you)🚶‍♀️機化合物緩(huǎn)蝕劑生🤩成有(you)機金屬銅膜(mo)，沉積在 CuO上面(mian)。因爲含 N、S、O的雜(za)環有機化合(he)物🍓的中心含(han)有孤對電子(zi)和🈲芳✂️香環，而(ér)氧化亞銅中(zhong)銅原子具有(you)未充滿的空(kong)🏃‍♀️間d軌道，易接(jiē)受電子，産生(shēng)π鍵和配位鍵(jian)，由🔅這兩種鍵(jiàn)構成有機金(jin)屬化合物聚(ju)合✍️生成不溶(rong)性沉澱薄膜(mó)🔆，非常穩定，阻(zu)🔞止了腐蝕介(jiè)質的侵蝕，防(fáng)止粉紅圈的(de)産生。通😘過棕(zōng)氧化處理後(hòu)的内層闆結(jie)構如圖1所示(shi)。