pcb棕化培訓(xùn)教材課件

1、2022/8/19深圳崇達多層線路板有限公司ME/R&D1一、前言在多層板的制作中，內(nèi)層電路板傳統(tǒng)的表面處理工藝是黑化（Black Oxide）。隨著PCB工業(yè)的迅速發(fā)展和市場的需求，PCB企業(yè)在制造技術(shù)不斷向高精度、輕量、薄型方向發(fā)展的同時，亦在努力提高效率、降低成本、改善環(huán)境，并適應(yīng)多品種、小批量生產(chǎn)的需求，而傳統(tǒng)的黑化工藝難以實現(xiàn)水平生產(chǎn)、制作薄板的能力差，流程長，工藝控制復(fù)雜，操作環(huán)境差，污水處理成本高，發(fā)展受到限制，棕化（Brown Oxide replacement）就是在這種情況下應(yīng)運而生。第1頁，共17頁。2022/8/19深圳崇達多層線路板有限公司ME/R&D2 二、棕化工藝

2、及設(shè)備簡介 工藝簡介： 棕化工藝是一項能滿足多層板的內(nèi)層板為增加結(jié)合力的化學(xué)處理工藝-可替代傳統(tǒng)的Black Oxide。它具有Black Oxide相同的最終效能，增強膜層與半固化片之間的結(jié)合力，阻擋壓板過程中環(huán)氧樹脂聚合硬化產(chǎn)生的胺類物質(zhì)對銅面的攻擊；同時具有Black Oxide所無法比擬的優(yōu)點，如流程簡單、生產(chǎn)周期 短，自動化程度高、產(chǎn)能大、占地面積小，耗電量小、廢水處理容易等。第2頁，共17頁。2022/8/19深圳崇達多層線路板有限公司ME/R&D3 棕化工藝流程：放板 酸洗 水洗3 堿性除油 水洗 3 出板 DI水洗 水洗 3 棕化 活化 第3頁，共17頁。2022/8/19深圳

3、崇達多層線路板有限公司ME/R&D4 棕化線設(shè)備及工藝參數(shù)： I 、棕化線速度：2.5-3.0M / MIN II、藥水供應(yīng)商名稱：ATOTECH （安美特） III、藥水使用參數(shù)葯液名稱控制成份濃度範圍溫度範圍酸性除油SPS硫 酸15 - 25 克/升20 - 40 毫升/升25 30鹼性除油劑BondFilm Cleaner ALK80 - 120 毫升/升50 - 60活化BondFilm ActivatorPH值15 25 毫升/升6 - 835 - 45棕化BondFilm Part A PlusH2O2H2SO4銅離子90 -110 升/升33- 40毫升/升40-50毫升/升 2

4、5 克/升35- 38第4頁，共17頁。2022/8/19深圳崇達多層線路板有限公司ME/R&D5三、黑化與棕化工藝比較 原理簡介 黑氧化 是利用NaClO2在堿性條件下的氧化性將板面的銅氧化為Cu2O的過程，并使其板面粗化，表面積增加，增強黑化層與半固化片CuO的結(jié)合力反應(yīng)方程式： 2Cu + 2CLO2- Cu2O + CLO3- + CL- Cu2O + 2CLO2 - CuO + CLO3- + CL-第5頁，共17頁。2022/8/19深圳崇達多層線路板有限公司ME/R&D6 通過氧化工藝生成針狀的CuO、 Cu2O 晶狀物，如圖所示：第6頁，共17頁。2022/8/19深圳崇達多層

5、線路板有限公司ME/R&D7棕化不是直接在內(nèi)層板銅表面生成一層銅的氧化物，而是在銅表面進行微蝕的同時生成一層極薄的均勻一致的有機金屬轉(zhuǎn)化膜（Organo-matallic Conversion coating）。過程大致如下，進入棕化液的內(nèi)層銅表面在H2O2和H2SO4作用下，進行微蝕，使銅表面得到平穩(wěn)的微觀凹凸不平的表面形狀，增大銅與樹脂接觸的表面積的同時，棕化液中的有機添加劑與銅表面反應(yīng)生成一層有機金屬轉(zhuǎn)化膜，這層膜能有效地嵌入銅表面，在銅表面與樹脂之間形成一層網(wǎng)格狀轉(zhuǎn)化層，增強內(nèi)層銅與樹脂結(jié)合力，提高層壓板的抗熱沖擊，抗分層能力。第7頁，共17頁。2022/8/19深圳崇達多層線路板有限

6、公司ME/R&D8反應(yīng)方程式： Cu + H2SO4+H2O2 CuSO4+2H2O Cu + nA Cu(A)n Brown Coating第8頁，共17頁。2022/8/19深圳崇達多層線路板有限公司ME/R&D9Reaction TimeBrown coatingLayer FormationLayer DissolutionEtch depth increasing第9頁，共17頁。2022/8/19深圳崇達多層線路板有限公司ME/R&D10RAdhesionLayer R1CuCuR R1RCuLaminationHeat/ PressureCuCuRPrepregPolar and

7、 covalent bonds R1R R1RCuOrgano-Metallic Layer第10頁，共17頁。2022/8/19深圳崇達多層線路板有限公司ME/R&D11未經(jīng)處理的銅面經(jīng)棕化處理的銅面第11頁，共17頁。2022/8/19深圳崇達多層線路板有限公司ME/R&D12 黑 化 棕 化工藝流程比較 除 油酸洗水洗水洗 活 化 水 洗 DI 水洗 干 板 棕 化 堿性除油 水 洗 微 蝕 預(yù) 浸 黑 化 水 洗 DI 水洗 干 板 水 洗后處理水洗第12頁，共17頁。2022/8/19深圳崇達多層線路板有限公司ME/R&D13 棕化和黑化外部操作條件比較第13頁，共17頁。2022/

8、8/19深圳崇達多層線路板有限公司ME/R&D14四、棕化試板性能測試：測試項目抗酸性測試壓合后熱沖擊測試棕化拉力測試噴錫后炸板測試測試方法取一塊1010cm的覆銅箔板，取一塊1010cm的覆銅箔板，H2SO4溶液中5分鐘。將試板外層銅箔蝕去，切成1010cm的小塊，放入烤爐烘烤1小時（烤爐溫度設(shè)定140），將錫爐溫度設(shè)定為：2885，將試板浸錫三次，每次10SEC。取一張銅厚為1OZ的銅箔，做一遍棕化，然后用銅箔的光滑面對著一張7628半固化片進行壓合，壓合后將特定的拉力圖形轉(zhuǎn)移在銅箔上，用機械拉力計測出銅箔拉力。試板按正常流程做完噴錫后，將試板切成1010cm的小塊，放入烤爐烘烤1小時（烤

9、爐溫度設(shè)定140），將錫爐溫度設(shè)定為：2885，將試板浸錫三次，每次10SEC。測試要求棕化膜保持完整，未有棕化膜顏色變淺，露銅等缺陷。不可出現(xiàn)爆板分層、燒焦、白點等缺陷。3LB/IN試板未有爆板分層、玻璃纖維燒焦、白點等缺陷。測試結(jié)果PASSPASSPASSPASS第14頁，共17頁。2022/8/19深圳崇達多層線路板有限公司ME/R&D15五、綜合評述棕化工藝與黑化工藝比較具有如下優(yōu)勢： 流程較為簡單，操作方便 易實現(xiàn)水平生產(chǎn)，處理薄板能力強 產(chǎn)能大，占地面積相對較小 棕化工藝能夠有效的抑制粉紅圈（Pink Ring）的形成 密封式設(shè)計，藥水生產(chǎn)溫度低，出板口可直接接如空調(diào) 房，環(huán)境大為改善 可適應(yīng)現(xiàn)時的壓板程序和電鍍工藝 耗水、耗電量少，節(jié)約能源，且廢水處理容易第15頁，共17頁。2022/8/19深圳崇達多層線路板有限公司ME/R&D16雖然傳統(tǒng)的黑化工藝比較成熟，其抗剝離強度比棕化工藝強，但棕化工藝各性能測試亦均符合IPC國際標準。產(chǎn)品品質(zhì)可以滿足客戶要求，現(xiàn)國許多內(nèi)大、中型PCB廠家大部