层压黑化和棕化的区别.ppt

《层压黑化和棕化的区别.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《层压黑化和棕化的区别.ppt（15页珍藏版）》请在装配图网上搜索。

1、層 壓 黑 化 和 棕 化 的 區 別工程技術部- PCB設計課Leo _ Qiu2 0 1 4 /0 6 /1 9 1 壓 合 前 處 理 目 的 2 l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 脂 接 觸 面 積 ， 加 大 兩 者 之 間 的 結 合 力 ；B.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 ；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 下 反

2、 應 生 成 水 而 產 生 爆 板 。 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 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 4 l 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

3、 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 。l 使 用 藥 劑 ：強 氧 化 劑 亞 氯 酸 鈉 NaClO2 、 安 定 劑 NaOH。l 化 學 反 應 ：4 Cu NaClO2 2 Cu2 O NaCl2 Cu 2 O NaClO2 4 CuO NaCl 黑 化 流 程 5 1. 去 除 油 脂 、 污 垢 等 ；2. 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 。1. 酸 鹼 中 和 ， 達 到 鹼 性 操 作 環 境

4、 ；2. 使 氧 化 層 顏 色 均 勻 。使 銅 表 面 生 成 黑 色 絨 毛 。將 CuO還 原 成 Cu 2O， 以 提 高 氧 化 層 之 耐 酸 性 。防 止 Cu2O在 高 溫 高 壓 下 氧 化 成 CuO， 讓 板 子 的 信 賴 度 更 好 。 鹼洗酸浸微蝕預浸氧化還原 抗氧化 棕 化 處 理 OK 板棕 化 原 理 l 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

5、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 l 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 。l 棕 化 藥 水 分 別 是 雙 氧 水 、 硫 酸 、 KA-1、 KR-2l 棕 化

6、 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 。l 棕 化 反 應 化 學 式2Cu H 2SO4 H2O2 nACuSO4 2H2O Cun 棕 化 過 程 詳 解 l 預 浸 ： 利 用 H2O2及 PTL-109B對 銅 面 進 行 預

7、 處 理 ， 在 其 表 面 形 成 一 層氧 化 銅 薄 膜 。l 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 。1. 蝕 刻 反 應Cu2+ H2O2 CuO CuSO4 Cu2+ SO42-接 著 在 強 氧 化 劑 雙 氧 水 的 協 助 作 用 下 ， 蝕 刻 出 來 的 銅 很 快

8、 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 。2. 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 1 0 l 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 Cu2 O， 此 物 容 易 形 成 長 針狀 或 羽 毛 狀 結 晶 。 此 種 亞 銅 之 長 針

9、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 。 黑 化 和 棕 化 優 缺 點 比 對 1 1 l 黑 化 有 粉 紅 圈 問 題 因 黑

10、 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 。l 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

11、 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 。 黑 化 和 棕 化 優 缺 點 比 對l 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

12、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 6 L

13、B/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

14、 化 和 棕 化 優 缺 點 比 對 1 4 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 .5 LB/IN以 上 。 壓 合 後 直 接 抗 撕 強 度 一 般 保 持 在6 LB/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

15、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

16、 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 。 黑 化 和 棕 化 優 缺 點 比 對 1 5 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 6 0 分 鐘 左 右 ， 且 需 加 烤 3 0 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 9 0 5 的 烘 乾 ， 可保 證 板

17、 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 (7 0 2 )， 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 4 0 6 0 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 6 0 8 0 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 。