層壓黑化和棕化的區(qū)別

1、層層壓黑化和棕化的區(qū)別壓黑化和棕化的區(qū)別工程技術(shù)部工程技術(shù)部- PCB設(shè)計(jì)課設(shè)計(jì)課Leo _ Qiu2014/06/191壓壓合前處理目的合前處理目的2l 壓合前處理分兩種：黑化 / 棕化l 壓合前處理目的：A.增大銅箔與樹(shù)脂接觸面積，加大兩者之間的結(jié)合力；B.增加銅面對(duì)流動(dòng)樹(shù)脂之潤(rùn)濕性，使樹(shù)脂能流入各死角而在硬化後有更強(qiáng)的抓地力；C.在銅表面生成緻密鈍化層，防止硬化劑DICY與銅在高溫高壓狀態(tài)下反應(yīng)生成水而產(chǎn)生爆板。黑化黑化（Black Oxide，黑氧化） 黑化線別 黑化處理 OK 板l 黑化原理：使用鹼性介質(zhì)對(duì)銅表面進(jìn)行氧化處理，在銅面長(zhǎng)出許多由氧化銅和氧化亞銅組成的黑須，它較長(zhǎng)也很脆弱

2、，其中含約十分之一的氧化亞銅，剩下的為氧化銅。黑化原理黑化原理4l 黑化工藝：使用鹼性介質(zhì)對(duì)銅表面進(jìn)行氧化處理，在銅面長(zhǎng)出許多由氧化銅和氧化亞銅組成的黑須，它較長(zhǎng)也很脆弱，其中含約十分之一的氧化亞銅，剩下的為氧化銅。l 使用藥劑：強(qiáng)氧化劑亞氯酸鈉NaClO2 、安定劑NaOH。l 化學(xué)反應(yīng)：4CuNaClO22Cu2O NaCl2Cu2ONaClO2 4CuO NaCl黑化流程黑化流程51. 去除油脂、污垢等；2. 銅層表面親水處理。調(diào)整板面PH至酸性操作環(huán)境。提高銅表面粗糙度。1.酸鹼中和，達(dá)到鹼性操作環(huán)境；2.使氧化層顏色均勻。使銅表面生成黑色絨毛。將CuO還原成Cu2O，以提高氧化層之耐

3、酸性。防止Cu2O在高溫高壓下氧化成CuO，讓板子的信賴度更好。鹼洗酸浸微蝕預(yù)浸氧化還原抗氧化棕化處理 OK 板棕化原理棕化原理 l 棕化工藝：使用酸性介質(zhì)對(duì)銅表面進(jìn)行化學(xué)處理，形成一層均勻、有良好粘合特性的有機(jī)金屬絡(luò)合物，增加銅表面粗糙度同時(shí)避免銅被第二次氧化。鹼洗酸洗預(yù)浸棕化烘乾去除板面油污、污垢等。去除板面氧化層，粗化銅面。應(yīng)用活化劑將板面活化；防止前面的藥液污染棕化槽。將板面的水烘乾，以免造成爆板。在銅表面形成一層棕化膜（通常為銅的絡(luò)合物）。棕化棕化流程流程l 預(yù)浸的作用1.使板子適應(yīng)藥水，為棕化做準(zhǔn)備；2.中和殘鹼起到保護(hù)棕化槽的作用。l 棕化藥水分別是雙氧水、硫酸、KA-1、KR-

4、2l 棕化反應(yīng)原理，在棕化槽內(nèi)，由於H2O2的微蝕作用，使基體銅表面形成一種碎石狀微觀結(jié)構(gòu)，同時(shí)立即沉積上一層薄薄的有機(jī)金屬膜，由於有機(jī)金屬膜與基體銅表面的化學(xué)鍵結(jié)合，形成棕色的毛絨狀結(jié)構(gòu)，使它與粘結(jié)片的粘合力大大提高。l 棕化反應(yīng)化學(xué)式2Cu H2SO4 H2O2 nACuSO4 2H2O Cun棕化過(guò)程詳解棕化過(guò)程詳解l 預(yù)浸：利用H2O2及PTL-109B對(duì)銅面進(jìn)行預(yù)處理，在其表面形成一層氧化銅薄膜。l 棕化：粗化銅面使內(nèi)層板形成一層棕化膜。首先，PTL-109A很容易吸附在銅膜表面而且還可以產(chǎn)生一個(gè)次微米級(jí)的銅面粗糙層，其粗糙程度遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)硫酸和雙氧水溶液所形成的氧化膜，大大增加其附著力

5、。1. 蝕刻反應(yīng)Cu2+H2O2 CuO CuSO4 Cu2+SO42-接著在強(qiáng)氧化劑雙氧水的協(xié)助作用下，蝕刻出來(lái)的銅很快被氧化成二價(jià)銅離子，在板的表面形成一種不斷長(zhǎng)成而又隨即溶解的暫時(shí)性動(dòng)態(tài)皮膜，而PTL-190B溶劑在其中起到了催化劑的作用。2. 成膜反應(yīng)Cu2+B CuB CuAB 抗氧化膜棕化過(guò)程詳解棕化過(guò)程詳解黑化和棕化優(yōu)缺點(diǎn)比對(duì)黑化和棕化優(yōu)缺點(diǎn)比對(duì)10l 黑化結(jié)合力不及棕化，且有電性問(wèn)題 黑化層因液中存有高鹼度而雜有Cu2O，此物容易形成長(zhǎng)針狀或羽毛狀結(jié)晶。此種亞銅之長(zhǎng)針在高溫下容易折斷而大大影響銅與樹(shù)脂間的附著力，並隨流膠而使黑點(diǎn)流散在板中形成電性問(wèn)題，而且也容易出現(xiàn)水分而形成高

6、熱後局部的分層爆板。 棕化層則呈碎石狀瘤狀結(jié)晶貼銅面，其結(jié)構(gòu)緊密無(wú)疏孔，與膠片間附著力遠(yuǎn)超過(guò)黑化層，不受高溫高壓的影響，成為聚亞醯胺多層板必須的製程。黑化和棕化優(yōu)缺點(diǎn)比對(duì)黑化和棕化優(yōu)缺點(diǎn)比對(duì)11l 黑化有粉紅圈問(wèn)題 因黑須太長(zhǎng)，在壓合時(shí)PP的流膠很難深入黑須的根部，在PTH時(shí)，孔內(nèi)很容易受到酸和化學(xué)沉銅藥水的攻擊，黑化層被還原出原銅色，而形成粉紅圈，所以需在黑化後增加後處理流程，但是整個(gè)生產(chǎn)成本明顯增高。 棕化層則因厚度很薄，較不會(huì)生成粉紅圈。l 黑化對(duì)於薄板有刮傷問(wèn)題 黑化為垂直式插框架作業(yè)，薄板晃動(dòng)容易與框架發(fā)生刮傷，雖用鐵氟龍網(wǎng)框，但仍有刮傷。 棕化為水平作業(yè)，採(cǎi)用滾軸水平傳動(dòng)，較不易產(chǎn)

7、生刮傷。黑化和棕化優(yōu)缺點(diǎn)比對(duì)黑化和棕化優(yōu)缺點(diǎn)比對(duì)l 黑化比棕化較容易得到色澤均勻的外表 黑化因結(jié)晶較長(zhǎng)厚度較厚故其覆蓋性比棕化要好，一般銅面的瑕疪、線路輕微刮傷或補(bǔ)線較容易蓋過(guò)去而能得到色澤均勻的外表。 棕化則常因銅面前處理不夠完美而出現(xiàn)斑駁不齊的外觀， 不過(guò)處理時(shí)間長(zhǎng)或溫度高一些會(huì)比較均勻。此種外觀之不均勻並不會(huì)影響其優(yōu)良之剝離強(qiáng)度（Peel Strength）。黑化和棕化優(yōu)缺點(diǎn)比對(duì)黑化和棕化優(yōu)缺點(diǎn)比對(duì)項(xiàng)目黑化棕化作業(yè)環(huán)境鹼性環(huán)境酸性環(huán)境生成物氧化銅黑色絨毛有機(jī)金屬絡(luò)合物（棕化膜）設(shè)備線別垂直水平成本高低低速度黑化速度較慢，耗時(shí)長(zhǎng)。棕化速度快速度快，耗時(shí)短。附著強(qiáng)度弱（抗撕強(qiáng)度4.5LB/I

8、N以上）強(qiáng)強(qiáng)（抗撕強(qiáng)度6LB/IN以上）抗粉紅圈性 容易產(chǎn)生粉紅圈不易產(chǎn)生粉紅圈不易產(chǎn)生粉紅圈刮傷黑化為插框架作業(yè)，對(duì)較薄板子容易產(chǎn)生刮傷。棕化製作為水平式，薄板不易產(chǎn)生薄板不易產(chǎn)生刮傷刮傷。電性問(wèn)題長(zhǎng)針狀結(jié)晶容易折斷並隨流膠擴(kuò)散到板中，形成電性問(wèn)題。無(wú)電性問(wèn)題。無(wú)電性問(wèn)題。顏色板面顏色較易管控，色差較小板面顏色較易管控，色差較小。板面顏色較難管控，容易出現(xiàn)色差。行業(yè)方向1.傳統(tǒng)黑化製程易發(fā)生安全事故；2.板厚日趨變薄，垂直式黑化逐漸被棕化取代；3.因黑化能夠強(qiáng)烈吸收鐳射機(jī)紅外線能量，現(xiàn)多用在鐳射前表面處理。黑化和棕化優(yōu)缺點(diǎn)比對(duì)黑化和棕化優(yōu)缺點(diǎn)比對(duì)14項(xiàng)目黑化棕化特性差異結(jié)晶黑化膜較厚，結(jié)晶較

9、長(zhǎng)，其“覆蓋性”比棕化好，呈羽狀結(jié)晶體。棕化的容貌較短，為細(xì)密結(jié)晶組織，對(duì)壓合有良好的鍵結(jié)力。附著強(qiáng)度壓合後直接抗撕強(qiáng)度一般保持在4.5LB/IN以上。壓合後直接抗撕強(qiáng)度一般保持在6LB/IN以上?？狗奂t圈性黑化的容貌長(zhǎng)度不易管控，絨毛太短，板面表面積較小，粘結(jié)強(qiáng)度差，絨毛太長(zhǎng)，壓合時(shí)樹(shù)脂與氧化物間斷裂增加，導(dǎo)致氧化膜易受藥水攻擊變色而形成粉紅圈。棕化在微蝕液對(duì)銅表面反應(yīng)生成凹凸不平的表面形狀時(shí)，棕化液中的有機(jī)添加劑與銅表面反應(yīng)生成一層有機(jī)金屬轉(zhuǎn)化膜，這層膜能有效嵌入銅表面，在銅表面與樹(shù)脂之間形成一層網(wǎng)狀轉(zhuǎn)化層，增強(qiáng)內(nèi)層銅與樹(shù)脂結(jié)合力，提高壓合的熱衝擊，耐酸能力不強(qiáng)不易產(chǎn)生粉紅圈。顏色板面顏色較易管控，板面顏色差異較小。棕化板面顏色難以管控，容易出現(xiàn)色差。黑化和棕化優(yōu)缺點(diǎn)比對(duì)黑化和棕化優(yōu)缺點(diǎn)比對(duì)15項(xiàng)目黑化棕化製作差異速度黑化的速度較慢，板子在藥水浸泡在60分鐘左右，且需加烤30分鐘以保證板面乾燥。棕化速度快，棕化膜本身特別薄，不帶溪水基因，板在藥液中浸泡時(shí)間短，經(jīng)過(guò)905的烘乾，可保證板面乾燥，無(wú)需外加烘乾。藥水管控黑化藥水帶入帶出較多，且黑化槽液溫度較高(702)，濃度變化大，黑化槽的氧化劑和還原劑容易分層，給品質(zhì)帶來(lái)隱患。棕化藥水帶入