层压黑化和棕化的区别

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,層壓黑化和棕化的區別,工程技術部,-,PCB,設計課,Leo _ Qiu,2014/06/19,1,壓合前處理目的,壓合,前處理分兩種：,黑,化,/,棕,化,壓合前處理目的：,增大,銅箔與樹脂接觸面積，,加大兩者之間,的結合力,；,增加,銅面,對,流動樹脂之潤濕性，使樹脂能流入各死角而在硬化後有更強的抓地力；,在銅,表面生成緻密鈍化層，防止硬化,劑,DICY,與銅在高溫,高壓狀態下反應生成水而產生爆板,。,2,黑化（,Black,O,xide,，黑氧化）,黑化線別,黑化處理,OK,板,黑化,原理,：,使用鹼性介質對銅表面進行氧化處理，在銅面長出許多由氧化銅和氧化亞銅組成的黑須，它較長也很脆弱，其中含約十分之一的氧化亞銅，剩下的為氧化銅。,黑化原理,黑化工藝：,使用鹼性介質對銅表面進行氧化處理，在銅面長出許多由氧化銅和氧化亞銅組成的黑須，它較長也很脆弱，其中含約十分之一的氧化亞銅，剩下的為氧化銅。,使用藥劑：,強氧化劑亞氯酸鈉,NaClO,2,、安定劑,NaOH,。,化學反應：,4Cu,NaClO,2,2Cu,2,O,NaCl,2Cu,2,O,NaClO,2,4CuO,NaCl,4,黑化流程,去除油脂、污垢等；,銅層表面親水處理。,調整板面,PH,至酸性操作環境。,提高銅表面粗糙度。,酸鹼中和，達到鹼性操作環境；,使氧化層顏色均勻。,使銅表面生成黑色絨毛。,將,CuO,還原成,Cu,2,O,，以提高氧化層之耐酸性。,防止,Cu,2,O,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,預浸,氧化,還原,抗氧化,5,棕化處理,OK,板,棕化原理,棕化工藝：,使用酸性介質對铜表面進行化學處理，形成一層均勻、有良好粘合特性的有機金屬,絡合,物，增加銅表面粗糙度同時避免銅被第二次氧化。,鹼洗,酸洗,預浸,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（通常為銅的絡合物）。,棕化流程,預浸的作用,1.,使板子適應藥水，為棕化做準備；,2.,中和殘鹼起到保護棕化槽的作用。,棕化藥水分別是雙氧水、硫酸、,KA-1,、,KR-2,棕,化反應原理，在棕化槽內，由於,H2O2,的微蝕作用，使基體銅表面形成一種碎石狀微觀結構，同時立即沉積上一層薄薄的有機金屬膜，由於有機金屬膜與基體銅表面的化學鍵結合，形成棕色的毛絨狀結構，使它與粘結片的粘合力大大提高。,棕化反應化學式,2Cu,H,2,SO,4,H,2,O,2,nA,CuSO,4,2H,2,O,Cun,棕化過程詳解,預浸：利用,H,2,O,2,及,PTL-109B,對銅面進行預處理，在其表面形成一層氧化銅薄膜。,棕,化：粗化銅面使內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生一個次微米級的銅面粗糙層，其粗糙程度遠遠超過硫酸和雙氧水溶液所形成的氧化膜，大大增加其附著力。,蝕刻反應,Cu,2+,H,2,O,2,CuO,CuSO,4,Cu,2,+,SO4,2-,接著在強氧化劑雙氧水的協助作用下，蝕刻出來的銅很快被氧化成二價銅離子，在板的表面形成一種不斷長成而又隨即溶解的暫時性動態皮膜，而,PTL-190B,溶劑在其中起到了催化劑的作用。,成膜反應,Cu,2,+,B,CuB,CuA,B,抗氧化膜,棕化過程詳解,黑化和棕化優缺點比對,黑化結合力不及棕化，且有電性問題,黑化層因液中存有高,鹼,度而雜有,Cu,2,O,，,此物容易形成長針狀或羽毛狀結晶。此種,亞銅之長針,在高溫下,容易折斷,而大大影響銅與樹脂間的附著力,，,並,隨流膠而使黑點流散在板中形成電性問題,，,而且也容易出現,水分,而形成高熱後局部的分層爆板。,棕化層則呈碎石狀瘤狀結晶貼銅面,，,其結構緊密無疏孔,，,與膠片間附著力遠超過黑化層,，,不受高溫高壓的影響,，,成為聚亞醯胺多層板必須的製程。,10,黑化和棕化優缺點比對,黑化有粉紅圈問題,因黑須太長，在壓合時,PP,的流,膠很難深入黑須的根部,，在,PTH,時，孔內很容易受到酸和化學沉銅藥水的攻擊，,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，但是整個生產成本明顯增高。,棕化層則因厚度很薄,，,較不會生成粉紅圈。,黑化對於薄板有刮傷問題,黑化為垂直式插框架作業，,薄板晃動容易與框架發生刮傷,，雖用鐵氟龍網框，但仍有刮傷。,棕化為水平作業，採用滾軸水平傳動，較不易產生刮傷。,11,黑化和棕化優缺點比對,黑化比棕化較容易得到色澤均勻的外表,黑化因結晶較長,厚度較厚,故其,覆蓋性比棕化要好,，,一般銅面的瑕疪,、線路輕微刮傷或補線,較容易蓋過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,出現斑駁不齊的外觀,，,不過處理時間長或溫度高一些會比較均勻。此種外觀之不均勻並不會影響其優良之剝離強度,（,Peel Strength,）。,黑化和棕化優缺點比對,項目,黑化,棕化,作業環境,鹼性環境,酸性環境,生成物,氧化銅黑色絨毛,有機金屬絡合物（棕化膜）,設備線別,垂直,水平,成本,高,低,速度,黑化速度較慢，耗時長。,棕化,速度快,，耗時短。,附著強度,弱（抗撕強度,4.5,LB/IN,以上）,強,（抗撕強度,6LB/IN,以上）,抗粉紅圈性,容易產生粉紅圈,不易產生粉紅圈,刮傷,黑化為插框架作業，對較薄板子容易產生刮傷。,棕化製作為水平式，,薄板不易產生刮傷,。,電性問題,長針狀結晶容易折斷並隨流膠擴散到板中，形成電性問題。,無電性問題。,顏色,板面顏色較易管控，色差較小,。,板面顏色較難管控，容易出現色差。,行業方向,1.,傳統黑化製程易發生安全事故；,2.,板厚日趨變薄，垂直式黑化逐漸被棕化取代；,3.,因黑化能夠強烈吸收鐳射機紅外線能量，現多用在鐳射前表面處理。,黑化和棕化優缺點比對,項目,黑化,棕化,特性差異,結晶,黑化膜較厚，結晶較長，其“覆蓋性”比棕化好，呈羽狀結晶體。,棕化的容貌較短，為細密結晶組織，對壓合有良好的鍵結力。,附著強度,壓合後直接抗撕強度一般保持在,4.5LB/IN,以上。,壓合後直接抗撕強度一般保持在,6LB/IN,以上。,抗粉紅圈性,黑化的容貌長度不易管控，絨毛太短，板面表面積較小，粘結強度差，絨毛太長，壓合時樹脂與氧化物間斷裂增加，導致氧化膜易受藥水攻擊變色而形成粉紅圈。,棕化在微蝕液對銅表面反應生成凹凸不平的表面形狀時，棕化液中的有機添加劑與銅表面反應生成一層有機金屬轉化膜，這層膜能有效嵌入銅表面，在銅表面與樹脂之間形成一層網狀轉化層，增強內層銅與樹脂結合力，提高壓合的熱衝擊，耐酸能力不強不易產生粉紅圈。,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，容易出現色差。,14,黑化和棕化優缺點比對,項目,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，板在藥液中浸泡時間短，經過,905,的烘乾，可保證板面乾燥，無需外加烘乾。,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，給品質帶來隱患。,棕化藥水帶入帶出少，槽液易管控。,製作,黑化微蝕量控制在,4060,之間，板面潔淨度難以管控，容易產生露銅。,棕化微蝕量控制在,6080,之間，板面的清潔較好，不易產生露銅現象，但重工次數要求嚴格，特別是內層為,H/H,銅箔。,刮傷,黑化為插框架作業，對較薄板子容易產生刮傷，雖用鐵氟龍網框，但仍有刮傷。,棕化製作為水平式，板面容易受機台刮傷。,15,