1、層層壓黑化和棕化的區別壓黑化和棕化的區別工程技術部工程技術部-PCB設計課設計課Leo _ Qiu2019/06/191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應生成水而產生爆板。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
2、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。l 使用藥劑：強氧化劑亞氯酸鈉NaClO2、安定劑NaOH。l 化學反應：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；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，以提高氧化層之耐酸性。防止Cu
3、2O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）。棕化棕化流程流程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 棕化反應
4、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 H2SO4 H2O2 nACuSO4 2H2O Cun棕化過程詳解棕化過程詳解l 預浸：利用H2O2及PTL-109B對銅面進行預處理，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
5、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Cu2+B CuB CuAB 抗氧化膜棕化過程詳解棕化過程詳解黑化和棕化優缺點比對黑化和棕化優缺點比對10l 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Cu2O，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
6、。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黑化和棕化優缺點比對11l 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。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
7、比對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低速度黑化速度較慢，耗時長。棕化速度快速度快，耗時短。附著強度弱（抗撕強度4.5LB/IN以上）強強（抗撕強度6LB
8、/IN以上）抗粉紅圈性 容易產生粉紅圈不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，薄板不易產生薄板不易產生刮傷刮傷。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。無電性問題。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黑化和棕化優缺點比對14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
9、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。
10、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黑化和棕化優缺點比對15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。
