层压黑化与棕化的区别
HDI 制作流程
流程
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6.沉铜与加厚铜（孔的金属化）
概念： • 电路板的基材是由铜箔，玻璃纤维，环氧树脂组 成。在制作过程中基材钻孔后孔壁截面就是由以 上三部分材料组成。 • 孔金属化就是要解决在截面上覆盖一层均匀的， 耐热冲击的金属铜。 • 流程分为三个部分：一去钻污流程，二化学沉铜 流程，三加厚铜流程（全板电镀铜）。
前言
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一.概述：
HDI板，是指High Density Interconnect,即高密度互连板。是PCB行业在 20世纪末发展起来的一门较新的技术。传统的PCB板的钻孔由于受到钻刀影 响，当钻孔孔径达到0.15mm时，成本已经非常高，且很难再次改进。而HDI 板的钻孔不再依赖于传统的机械钻孔，而是利用激光钻孔技术。（所以有
内层线路做好的板子必须要经过黑化或棕化后才能进行 层压。它是对内层板子的线路铜表面进行氧化处理。一般生 成的Cu2O（氧化亚铜）为红色、CuO（氧化铜）为黑色， 所以氧化层中Cu2O为主称为棕化、CuO为主的称为黑化。
流程
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3. 黑化和棕化：
棕
流程
化
线
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1.开料（CUT)
开料是把我们采购回来的敷铜板切割成能在生产线上制作的板 子的过程。
首先我们来了解几个概念： 1. 2. 3. UNIT：UNIT是指客户设计的单元图形。 SET ：SET是指客户为了提高效率、方便生产等原因，将多个UNIT拼 在一起成为的一个整体图形。它包括单元图形、工艺边等等。 PANEL：PANEL是指PCB厂家生产时，为了提高效率、方便生产等原 因，将多个SET拼在一起并加上工具板边，组成的一块板子。
05 压合
五.壓合5.1. 製程目的:將銅箔(Copper Foil),膠片(Prepreg)與氧化處理(Oxidation)後的內層線路板,壓合成多層基板.本章仍介紹氧化處理,但未來因成本及縮短流程考量,取代製程會逐漸普遍.5.2. 壓合流程,如下圖5.1:5.3. 各製程說明5.3.1 內層氧化處理(Black/Brown Oxide Treatment)5.3.1.1 氧化反應A. 增加與樹脂接觸的表面積,加強二者之間的附著力(Adhesion).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. 在裸銅表面產生一層緻密的鈍化層(Passivation)以阻絕高溫下液態樹脂中胺類(Amine)對銅面的影響。
5.3.1.2. 還原反應目的在增加氣化層之抗酸性，並剪短絨毛高度至恰當水準以使樹脂易於填充並能減少粉紅圈( pink ring ) 的發生。
5.3.1.3. 黑化及棕化標準配方:表一般配方及其操作條件上表中之亞氯酸鈉為主要氧化劑,其餘二者為安定劑,其氧化反應式。
此三式是金屬銅與亞氯酸鈉所釋放出的初生態氧先生成中間體氧化亞銅,2Cu+[O] →Cu2O,再繼續反應成為氧化銅CuO,若反應能徹底到達二價銅的境界,則呈現黑巧克力色之"棕氧化"層,若層膜中尚含有部份一價亞銅時則呈現無光澤的墨黑色的"黑氧化"層。
5.3.1.4. 製程操作條件( 一般代表),典型氧化流程及條件。
5.3.1.5 棕化與黑化的比較A. 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,而且也容易出現水份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頇的製程。
层压黑化与棕化的区别
层压黑化与棕化的区别内层定义：利用板料基材，通过铜层图形蚀刻，各层板料图形及覆铜膜对位，在受控热力的配合下形成层间压合，经修边处理后完成内层制作流程，为外层线路之间的导通提供依据。
层压定义:将铜箔、PP(Prepreg)与氧化处理后的内层线路板,压合成多层基板.氧化处理的作用：A. 增加与树脂接触的表面积,加强二者之间的附着力.B. 增加铜面对流动树脂之润湿性,使树脂能流入各死角而在硬化后有更强的抓地力。
C. 在裸铜表面产生一层致密的钝化层以阻绝高温下液态树脂中胺类对铜面的影响内层氧化处理可分为：黑化和棕化下面简单的介绍一下层压黑化与棕化的区别。
黑化：黑化工艺：它是一种氧化处理在碱性介质中的一种化学反应，使得树脂与铜面的接触面积增大，结合力加强。
在化学反应中通常使用强氧化剂亚氯酸钠（NaclO2）、高锰酸钾（K2MNO4)等,以NaclO2化学反应为例：4Cu+NaCLO2 ------ 2Cu2O+NaCL2Cu2O+NaCLO2 ------ 4CuO+NaCL黑氧化处理的产物主要是氧化铜(CuO)，黑化层因液中存有高碱度而杂有Cu2O,此物容易形成长针状或羽毛状结晶。
此种亚铜在高温下容易折断而大大影响铜与树脂间的附着力,并随流胶而使黑点流散在板中形成电性问题,而且也容易出现水份而形成高热后局部的分层爆板。
黑化因结晶较长，厚度较厚，一般铜面的瑕疵较容易盖过去而能得到色泽均匀的外表。
但光面的黑化层却容易受酸液之侧攻而现出铜之原色,有些人认为黑化的产物是氧化铜和氧化亚铜，这是业内的一些错误论调，经过分析，可以测定铜原子和氧原子之间的结合能，氧化物表面铜原子和氧原子之间的比例；有清晰数据和观察分析证明黑化的产物就是氧化铜，没有其他成分。
氧化物的重量可以通过重量法测量，一般后控制在0。
2---0。
5mg/cm2氧化物的针状结晶的长度以0.05mil(1—1.5um)为最佳，此时的抗撕强度也比较大，黑化因结晶较长厚度较厚，一般铜面的瑕疵较容易盖过去而能得到色泽均匀的外表。
棕化层压工艺设计规范
棕化层压工艺设计规范棕化和层压是一种常见的工艺设计方法，用于制作多层复合材料。
这种工艺设计规范有助于确保制作出高质量的复合材料产品。
以下是关于棕化和层压工艺设计规范的具体内容：一、基本原则1.安全第一：在设计过程中，安全应该放在首位。
确保操作人员的安全和材料的安全。
2.符合规范：确保工艺设计符合国家和地区的相关规范和标准。
二、工艺设计要点1.材料选择：根据产品的需求选择合适的增强材料和树脂基体。
在选择过程中要考虑到材料的物理、化学性质和成本等因素。
2.增强材料布局：布局应该能够在产品上提供均匀的力学性能。
根据产品的受力情况，合理选择增强材料的方向和分布。
3.接触面处理：确保增强材料和树脂基体之间的良好接触，并且没有空隙或气泡。
1.棕化设备选择：根据产品尺寸和棕化要求选择合适的设备。
确保设备能够提供足够的温度和压力。
2.温度和压力控制：根据不同的树脂类型和增强材料，确定合适的棕化温度和压力。
确保温度和压力的均匀分布，避免过高的温度和压力导致产品变形或损坏。
3.加热和冷却过程控制：根据产品的尺寸和要求，确定合适的加热和冷却速率。
避免温度过快变化引起应力集中或变形。
1.板材准备：确保板材表面干净，无油脂和杂质。
对于一些需要特殊处理的板材，如镀铜板或金属板，要进行特殊的处理。
2.压力和温度控制：根据树脂类型和板材厚度，确定合适的层压温度和压力。
确保温度和压力的均匀分布，避免过高的温度和压力导致产品变形或损坏。
3.层压时间控制：根据产品的尺寸和层数，确定合适的层压时间。
避免层压时间过长或过短导致产品质量不稳定。
综上所述，棕化和层压工艺的设计规范对于确保制作高质量的复合材料产品非常重要。
遵循这些规范可以提高工艺过程的可控性和稳定性，减少产品的不良率，提高产品的性能和可靠性。
同时，合理的工艺设计规范还可以降低生产成本，提高生产效率。
PCB基础培训之棕化工序培训
棕化工序培训
➢ BO是什么意思？ ➢ BO—Brown Oxide Replacement ，也就是棕化或者棕氧化的
简称
➢ BO有什么作用？ 在多层板内层铜箔上形成一层有机金属转化膜，阻挡了压 合时半固化片中加强剂直接与铜面作用而产生水分及挥发 物攻击铜面而导致层间剥离，并在铜面形成均匀的微蚀结 构，增加铜比表面积，为压合提供良好的结合力。
去离子水(DI水) BondFilm Activator
内层键合活化剂
BondFilm Part A Plus 内层键合剂A Plus
硫酸(50%) 双氧水(50%) 去离子水(DI水)
操作浓度 30ml/L 20g/L 510L/hr
100ml/L
510L/hr 20ml/L
100ml/L
50ml/L 21.5ml/L 510L/hr
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多层板一般压合结构
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本课程内容架构
一.棕化的工艺流程、原理及其作用 二.棕化主要物料简介 三.棕化工艺控制及设备要求 四.棕化主要缺陷及其成因和改善对策
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棕化的工艺流程、原理及其作用
前工序来料
酸洗
水洗
活化
水洗
除油
棕化
水洗
烘干
各流程作用呢？
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棕化的工艺流程、原理及其作用
1.酸洗
铜面氧化 铜面
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棕化的工艺流程、原理及其作用
1:CU金属遭受微蚀攻击而氧化 2:氧化铜与有机物形成有机物层沉积 3:微蚀/沉积持续进行
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棕化的工艺流程、原理及其作用
1:CU金属遭受微蚀攻击而氧化 2:氧化铜与有机物形成有机物层沉积 3:微蚀/沉积持续进行 4:反应达到平衡
棕化--压板工艺原理及控制要点 层压
3337℃
2次/班
处理方式：药水浸入处理。
水洗： 作用：清洗上一步反应的残存药水，以利下一步反应的进行。 处理方式：喷淋处理,溢流水洗
DI水洗： 作用：降低制板表面离子含量，最终清洁制板。 处理方式：喷淋处理，逐级溢流水洗。 烘干： 作用：去除棕化膜表面水份，为排压板做准备。 处理方式：风刀热风吹干
钻孔工序制作
2.1 压板的原理及目的：
利用半固化片(B-Stage树脂)受高温高压 而完全固化使多层板各层结合在一起，保证多 层板的电气性能和机械性能。
2.2 压板生产步骤：
A、排板-----将内层板与半固化片及铜 箔以钢板分隔排好。
B、压板-----通过压板机将排好的多层 板（book）压合成整体。
半固化片的特性指标各项并非孤立存在，而是相互 影响。
例如： a、Gel Time长则树脂流失多； b、挥发份含量高则树脂流失多； c、树脂含量高则树脂流量高。
选择半固化片的原则：
在层压时树脂能填满内层线路间隙，排除叠片间的气 体和挥发物，并保证制板要求的厚度及电气性能，而且 需考虑客户的特殊要求、制板尺寸、布线密度、层数等。
水平棕化工艺的优点：
工艺简单、容易控制；棕化膜抗酸性好，不 易出现粉红圈故障；
生产制板质量稳定一致。
2. 工艺流程:
棕化用化学药水： 碱性除油剂 内层键合活化剂 双氧水（H2O2）30% 硫酸（H2SO4）98% MS100
工艺流程图：
AOI制板清洁
酸洗
二级逆流水洗
除油
三级逆流DI水洗
强风吹干 四级逆流DI水洗
保持 /min
8 7 1 100 15 15
斜率 /min
5 0 0 15 0 20
微蚀与棕化
微蚀与棕化工艺
在印制板生产中，许多工序的前处理均需要微蚀，微蚀的作用是在铜层表面形成微观粗糙的表面，以增强与铜镀层的结合力。
微蚀深度太浅会导致铜镀层结合力不足，在后续工序分层获脱落；微蚀太深不仅增加药品的消耗，更严重的还会造成蚀铜过度甚至孔壁空洞。
由于微蚀液的出现，就不再进行磨板。
微蚀溶液可以连续补加调整，处理成本明显降低；其微蚀速率比较恒定，粗化效果均匀一致。
在PCB多层板的制作中，内层电路板传统的表面处理工艺就是黑化处理；黑化就是利用强氧化剂将板面的铜氧化为氧化亚铜，同时增加了板面的表面积及结合力的过程。
虽然黑化工艺比较成熟，但其诸多缺点限制了其发展，所以就出现了棕化工艺。
棕化具有与黑化相同的作用，增强膜层与半固化片之间的结合力，阻挡压板过程中环氧树脂聚合硬化产生的胺类物质对铜面的攻击；同时具有黑化所无法比拟的优点，如流程简单、生产周期短、自动化程度高、产能大、占地面积小，耗电量小、废水处理容易等。
棕化不是直接在内层板铜表面生成一层铜的氧化物，而是在铜表面微蚀时生成一层极薄、极均匀的有机金属转化膜。
即进入棕化液的内层铜在H2O2和H2SO4中进行微蚀，使铜表面得到平稳的微观凹凸不平的表面形状，这不仅增大了铜与树脂接触的表面积，同时棕化液中的有机添加剂还可以与铜反应生成一层有机金属转化膜，这层膜能有效地嵌入铜表面，在铜表面与树脂之间形成一层网格状转化层，增强内层铜与树脂结合力，提高层压板的抗热冲击，抗分层能力。
棕化工艺各性能测试亦均符合国际标准。
产品品质可以满足客户要求，棕化工艺最终将取代黑化工艺。
HDI板的基本结构及制造过程介绍
一。
概述：板，是指High Density Inrconnect，即高密度互连板，是行业在20世纪末发展起来的一门较新的技术。
传统的的由于受到钻刀影响，当钻孔孔径达到0.15mm时，成本已经非常高，且很难再次改进。
而HDI板的钻孔不再依赖于传统的钻孔，而是利用技术。
（所以有时又被称为镭射板。
）HDI板的钻孔孔径一般为3-5l（0.076-0.127mm），线路宽度一般为3-4mil（0.076-0.10mm），焊盘的尺寸可以大幅度的减小所以单位面积内可以得到更多的线路分布，高密度互连由此而来。
HDI技术的出现，适应并推进了PCB行业的发展。
使得在HDI板内可以排列上更加密集的BGA、QFP等。
目前HDI技术已经得到广泛地运用，其中1阶的HDI已经广泛运用于拥有0.5TCH的BGA的PCB制作中。
HDI技术的发展推动着芯片技术的发展，芯片技术的发展也反过来推动HDI 技术的提高与进步。
目前0.5PITCH的BGA芯片已经逐渐被设计工程师们所大量采用，BGA的焊角也由中心挖空的形式或中心接地的形式逐渐变为中心有信号输入输出需要走线的形式。
所以现在1阶的HDI已经无法完全满足设计人员的需要，因此2阶的HDI 开始成为研发工程师和PCB制板厂共同关注的目标。
1阶的HDI技术是指盲孔仅仅连通表层及与其相邻的次层的成孔技术，2阶的HDI技术是在1阶的HDI技术上的提高，它包含激光盲孔直接由表层钻到第三层，和表层钻到第二层再由第二层钻到第三层两种形式，其难度远远大于1阶的HDI技术。
二。
材料：1、材料的分类a.铜箔：导电图形构成的基本材料b.芯板（CORE）：线路板的骨架，双面覆铜的板子，即可用于内层制作的双面板。
c.半固化片（Prepreg）：多层板制作不可缺少的材料，芯板与芯板之间的粘合剂，同时起到绝缘的作用。
d.阻焊油墨：对板子起到防焊、绝缘、防腐蚀等作用。
e.字符油墨：标示作用。
f.表面处理材料：包括铅锡合金、镍金合金、银、OSP等等。
层压黑化和棕化的区别
黑化（Black Oxide，黑氧化）
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。
黑化線別
黑化處 理 OK 板
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NaClO2 、安定劑NaOH。
化學反應： 4Cu＋NaClO2＝2Cu2O ＋ NaCl 2Cu2O＋NaClO2 ＝ 4CuO ＋ NaCl
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黑化流程
鹼洗
1. 去除油脂、污垢等； 2. 銅層表面親水處理。
酸浸 調整板面PH至酸性操作環境。
微蝕 提高銅表面粗糙度。
致氧化膜易受藥水攻擊變色而 轉化層，增強內層銅與樹脂結合力，
形成粉紅圈。
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 棕化板面顏色難以管控，容易出現色
差異較小。
差。
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黑化和棕化優缺點比對
項目
黑化
棕化
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。
製作
黑化微蝕量控制在40~60µ"之間，板 板面的清潔較好，不易產生露銅 面潔淨度難以管控，容易產生露銅。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。
层压黑化与棕化的区别
层压黑化与棕化的区别内层定义：利用板料基材，通过铜层图形蚀刻，各层板料图形及覆铜膜对位，在受控热力的配合下形成层间压合，经修边处理后完成内层制作流程，为外层线路之间的导通提供依据。
层压定义:将铜箔、PP(Prepreg)与氧化处理后的内层线路板,压合成多层基板.氧化处理的作用：A. 增加与树脂接触的表面积,加强二者之间的附着力.B. 增加铜面对流动树脂之润湿性,使树脂能流入各死角而在硬化后有更强的抓地力。
C. 在裸铜表面产生一层致密的钝化层以阻绝高温下液态树脂中胺类对铜面的影响内层氧化处理可分为：黑化和棕化下面简单的介绍一下层压黑化与棕化的区别。
黑化：黑化工艺：它是一种氧化处理在碱性介质中的一种化学反应，使得树脂与铜面的接触面积增大，结合力加强。
在化学反应中通常使用强氧化剂亚氯酸钠（NaclO2）、高锰酸钾（K2MNO4)等,以NaclO2化学反应为例：4Cu+NaCLO2 ------ 2Cu2O+NaCL2Cu2O+NaCLO2 ------ 4CuO+NaCL黑氧化处理的产物主要是氧化铜(CuO)，黑化层因液中存有高碱度而杂有Cu2O,此物容易形成长针状或羽毛状结晶。
此种亚铜在高温下容易折断而大大影响铜与树脂间的附着力,并随流胶而使黑点流散在板中形成电性问题,而且也容易出现水份而形成高热后局部的分层爆板。
黑化因结晶较长，厚度较厚，一般铜面的瑕疵较容易盖过去而能得到色泽均匀的外表。
但光面的黑化层却容易受酸液之侧攻而现出铜之原色,有些人认为黑化的产物是氧化铜和氧化亚铜，这是业内的一些错误论调，经过分析，可以测定铜原子和氧原子之间的结合能，氧化物表面铜原子和氧原子之间的比例；有清晰数据和观察分析证明黑化的产物就是氧化铜，没有其他成分。
氧化物的重量可以通过重量法测量，一般后控制在0。
2---0。
5mg/cm2氧化物的针状结晶的长度以0.05mil(1—1.5um)为最佳，此时的抗撕强度也比较大，黑化因结晶较长厚度较厚，一般铜面的瑕疵较容易盖过去而能得到色泽均匀的外表。
pcb棕化培训教材
主反应 60--80℃ 1.5-2 小时(未包括锔板时间） ≤48小时 黑化后须锔板
垂直浸泡，受Cycle Time限制 须人手上下板 一般采用垂直线
废水处理 简单，一般的酸碱中的即可完成 复杂
安 全 性 可按一般化学品保管运输
棕化培训教材
2020/1/4
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ME/R&D
一、前言
在多层板的制作中，内层电路板传统的表面处理工艺是黑 化（Black Oxide）。随着PCB工业的迅速发展和市场的需 求，PCB企业在制造技术不断向高精度、轻量、薄型方向 发展的同时，亦在努力提高效率、降低成本、改善环境， 并适应多品种、小批量生产的需求，而传统的黑化工艺难 以实现水平生产、制作薄板的能力差，流程长，工艺控制 复杂，操作环境差，污水处理成本高，发展受到限制，棕 化（Brown Oxide replacement）就是在这种情况下应运而 生。来自 产能大，占地面积相对较小
棕化工艺能够有效的抑制粉红圈（Pink Ring）的形成 密封式设计，药水生产温度低，出板口可直接接如空调
房，环境大为改善
可适应现时的压板程序和电镀工艺
耗水、耗电量少，节约能源，且废水处理容易
2020/1/4
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虽然传统的黑化工艺比较成熟，其抗剥离强度比棕化工 艺强，但棕化工艺各性能测试亦均符合IPC国际标准。产 品品质可以满足客户要求，现国许多内大、中型PCB厂 家大部分已经完成了由黑化工艺向棕化工艺的转变，棕 化工艺亦得到许多国内外PCB客户的认可。棕化工艺发 展迅速，最终将取代黑化工艺。
黑氧化
黑化的作用：钝化铜面，以避免或减少层压时高温高压条件下造成的不良氧化或其它污染；增强内层铜箔的表面粗化度，进而增强环氧树脂与内层铜箔之间的结合力；抗撕强度peel strength 一般内层处理的黑氧化方法：棕氧化法黑氧化处理低温黑化法采用高温黑化法内层板(黑化的作用：钝化铜面，以避免或减少层压时高温高压条件下造成的不良氧化或其它污染；增强内层铜箔的表面粗化度，进而增强环氧树脂与内层铜箔之间的结合力；抗撕强度peel strength一般内层处理的黑氧化方法：棕氧化法黑氧化处理低温黑化法采用高温黑化法内层板会产生高温应力（thermal stress）可能会导致层压后的层间分离或内层铜箔的裂痕；一．棕氧化：黑氧化处理的产物主要是氧化铜，没有所谓的氧化亚铜，这是业内的一些错误论调，经过ESCA（electro specific chemical analysis）分析，可以测定铜原子和氧原子之间的结合能，氧化物表面铜原子和氧原子之间的比例；有清晰数据和观察分析证明黑化的产物就是氧化铜，没有其他成分；黑化液的一般组成：氧化剂亚氯酸钠氢氧化钠PH缓冲剂磷酸三钠加速剂润湿剂及其他表面活性剂或碱式碳酸铜的氨水溶液（25%氨水）黑化前一般有预浸，主要是用来中和经过微蚀造成的酸性铜面，是板面去于碱性，防止酸对黑化槽PH值的冲击，有利于氧化处理的均匀性和效果，同时也保护黑化槽，对铜面也起到一定的预热作用；二．有关的数据1. 氧化物的重量(oxide weight)；可以通过重量法测量，一般后控制在0。
2---0。
5mg/cm22. 抗撕强度（peel strength）1oz铜箔按照2mm/min的速度，铜箔宽1/8英寸，拉力应该5磅/吋以上3. 通过相关的变数分析（ANDV A: the analysis of variable ）影响单纯从黑化槽液的组分来讲对抗撕强度的显著因素主要有：①亚氯酸钠的浓度②氢氧化钠的浓度③亚氯酸钠与磷酸三钠浓度的交互作用④磷酸三钠与浸渍时间的交互作用氧化物的针状结晶的长度以0。
PCB工艺流程说明
镀金部分
B、基板上不需要镀金的地方需贴膜保护后，先进行镀镍，然后进行镀金；
C、DSC基板上连接端子铜面上一般会镀金，主要目的为保护端点及提供良 好的导通性能；
29、外形加工：
A、按产品设计图纸，将基板切割成多个复合板； B、切割成形后需对基板进行清洁表面并进行干燥处理；
三洋电机DIC东莞事务所 第30页，共37页。
三洋电机第2D6页I，C共东37页莞。 事务所
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24、镀铜（ Copper plating ）：
A、断面图示说明：
钻通孔
B、先进行化学镀铜后再进行电解镀铜;使内层L1~L6层导通; 原理同14
25、外层线路制作：
A、前处理：去除表面脏污并粗化表层铜面，然后干燥处理； B、贴干膜：将干膜贴附于基板表面，并压膜；
17、AOI检查：
A、对内层L2、L5层线路进行短路、断路、残铜的检查；
B、检查原理和设备同8
18、 L2、L5层表面黑化/棕化处理：
方法和原理同9
19、预叠板、叠板(Lay Up) ：
A、断面图示说明： B、方法和原理同10
20、二次层压(Lamination) ：
方法和原理同11
铜箔 半固化片
三洋电机DIC东莞事务所 第24页，共37页。
E、实物图示：
NG图片
OK图片 三洋电机第2D5页I，C共东37页莞。 事务所
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22、钻孔（ Drilling）：
A、断面图示说明：
B、钻L1~L6层通孔；方法同12；
钻通孔
23、清洗钻污（ desmear ）：
A、原理和方法同13；
B、此处清洗要求比较高，因为激光开的盲目面积较小，开孔后污渍比较 难清除，通常清洗完后会进行检查；
HDI板制作的基本流程
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Non Stacked 2-HDI
A B
C
Build-up Layers
Design for manufacturing
Key Parameters A(Upper land dia.) B(Upper via dia.) C(Lower land dia.) Normal(um) ≧φ300 Φ100 ≧φ300 Advanced(um) ≧φ275 Φ100 ≧φ275
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2、层压的绝缘层材料 2.2、HDI绝缘层材料
2.2.1 SYE HDI绝缘材料一览表
规格 60T12、 65T12 、80T12、60T18、 80T18 1080、106
材料类别 RCC材料 FR4 (LDP)
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2.3 特殊材料的介绍：
HDI绝缘层所使用的特殊材料 RCC ： 涂胶膜铜箔(Resin Coated Copper) 涂胶膜铜箔(Resin Coated Copper) 是指将特别的树脂膜层涂在电镀铜箔上。 这层膜可以完全覆盖内层线路而成绝缘层. 主要有两种: B stage (Mitsui)和 B+C stage(Polyclad) B stage B+C stage 铜箔 铜箔 树脂 ( C stage) 树脂(B stage) 树脂 ( B stage) 特点: *不含玻璃介质层，易于镭射以及等离子微孔成形． *薄介电层． *极高的抗剥离强度． *高韧性，容易操作． *表面光滑，适合微窄线路蚀刻．
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2.4 目前HDI板的一般结构：
1-HDI
Non stacked 2-HDI
Stacked But Non Copper filled 2-HDI
棕化、层压工艺规范剖析
1、目的：规范层压工序制程能力的管控。
2、范围：适用于层压工序制程能力的管控。
3、职责：3.1层压工序工艺工程师按规范要求管控该工序制程能力；3.2技术中心负责该规范的编制与更新。
5、制程目标5.1产品能力：详见附件三《层压工序产品能力参数表》5.2设备能力：详见附件二《层压工序设备能力参数表》5.3制程能力：详见附件四《层压工序制程能力参数表》6、工序资源6.1设备资源：详见附件六《层压工序设备列表》6.2物料资源：详见附件五《层压工序物料列表》7、基本原理7.1棕化内层芯板经过棕化处理后，在铜面形成一层均匀的棕色有机金属膜，可增强铜面与半固化片的结合力，同时在高温压合过程中，阻止铜与半固化片的氨基发生反应。
产品实现的基本原理有药水作用原理、设备作用原理等。
7.1.1棕化反应机理7.1.1.1酸洗酸洗的主要作用是去除铜表面氧化物，中和残余退膜液，粗化铜面，保证稳定的微蚀、成膜及着色。
酸洗段的主要成分为过硫酸钠（NaPS）、H2SO4。
其反应机理如下：Cu+CuO+H2SO4+Na2S2O8→2CuSO4+Na2SO4+H2O影响酸洗效果的因素及影响趋势如下：7.1.1.2碱洗碱洗的主要作用是去除铜表面的油污、手指印、轻微氧化物及抗蚀剂残渣。
碱式除油剂主要成分为NaOH和H2O。
其反应过程是利用热碱溶液对油脂的皂化作用和乳化作用来进行除油。
7.1.1.3水洗棕化线在酸洗、碱洗、棕化之后均有水洗段，主要目的是去除酸洗、碱洗、棕化缸在板面残留的药水，避免污染下一道工序。
7.1.1.4预浸预浸的主要作用是活化铜表面以利于棕化处理快速均匀，增强结合力。
预浸段的主要成分为活化剂（成分为苯并三唑，乙二醇单异丙基醚和水）。
7.1.1.5棕化棕化的主要作用是粗化铜面并在铜表面形成一层均匀的棕色有机金属转化膜以增强多层板内层结合力。
棕化的主要成分为苯并三唑、硫酸和水。
其反应机理如下：2Cu+H2SO4+H2O2+nA+nB→CuSO4+2H2O+Cu[A+B]n有机物A为：乙二醇单异丙基醚；其作用机理：1、参与半固化片环氧树脂聚合；2、与含N的杂环化合物B和金属铜形成化学键。
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层压黑化与棕化的区别
内层定义：利用板料基材，通过铜层图形蚀刻，各层板料图形及覆铜膜对位，在受控热力的配合下形成层间压合，经修边处理后完成内层制作流程，为外层线路之间的导通提供依据。
层压定义:将铜箔、PP(Prepreg)与氧化处理后的内层线路板,压合成多层基板.
氧化处理的作用：A. 增加与树脂接触的表面积,加强二者之间的附着力.B. 增加铜面对流动树脂之润湿性,使树脂能流入各死角而在硬化后有更强的抓地力。
C. 在裸铜表面产生一层致密的钝化层以阻绝高温下液态树脂中胺类对铜面的影响
内层氧化处理可分为：黑化和棕化下面简单的介绍一下层
压黑化与棕化的区别。
黑化：
黑化工艺：它是一种氧化处理在碱性介质中的一种化学反应，使得树脂与铜面的接触面积增大，结合力加强。
在化学反应中通常使用强氧化剂亚氯酸钠（NaclO2）、高锰酸钾（K2MNO4)等,以NaclO2化学反应为例：
4Cu+NaCLO2 ------ 2Cu2O+NaCL
2Cu2O+NaCLO2 ------ 4CuO+NaCL
黑氧化处理的产物主要是氧化铜(CuO)，黑化层因液中存有高碱度而杂有Cu2O,此物容易形成长针状或羽毛状结晶。
此种亚铜在高温下容易折断而大大影响铜与树脂间的附着力,并随流胶而使黑点流散在板中形成电性问题,而且也容易出现水份而形成高热后局部的分层爆板。
黑化因结晶较长，厚度较厚，一般铜面的瑕疵较容易盖过去而能得到色泽均匀的外表。
但光面的黑化层却容易受酸液之侧攻而现出铜之原色,有些人认为黑化的产物是氧化铜和氧化亚铜，这是业内的一些错误论调，经过分析，可以测定铜原子和氧原子之间的结合能，氧化物表面铜原子和氧原子之间的比例；有清
晰数据和观察分析证明黑化的产物就是氧化铜，没有其他成分。
氧化物的重量可以通过重量法测量，一般后控制在0。
2---0。
5mg/cm2氧化物的针状结晶的长度以0.05mil(1—1.5um)为最佳，此时的抗撕强度也比较大，黑化因结晶较长厚度较厚，一般铜面的瑕疵较容易盖过去而能得到色泽均匀的外表。
抗撕强度1oz铜箔按照2mm/min的速度，铜箔宽1/8英寸，拉力应该5磅/英寸以上抗撕强度取决于树脂对该氧化物结晶结构的填充性，因此也与层压的相关参数和树脂pp的有关性能有关。
黑化同时也带来了一种缺陷，黑化层较厚,经PTH后常会发生粉红圈, 这是因 PTH中的微蚀或活化或速化液攻入黑化层而将之还原露出原铜色之故。
对于粉红圈的处理又分为还原法和溶解法，其解决方法是提高黑化膜的抗酸能力，但是整个生产成本明显增高。
棕化：
棕化过程是铜在一种酸性的介质中的一种化学反应，棕化处理的产物主要是氧化亚铜（CU20），棕化层则呈碎石状瘤状结晶贴铜面,其结构紧密无疏孔,与胶片间附着力远超过黑化层,不受高温高压的影响,成为聚亚醯胺,另外氧化亚铜膜具有致密、完整、均匀提供一致性的粗糙度，为下一步有机金属转化膜提供了良好的物理结构。
不过处理时间长或温度高一些会比较均匀。
事实上此种外观之不均匀并不会影响其优良之剥离强度. 一般商品常加有厚度仰制剂及防止红圈之封护剂使能耐酸等。
棕化工艺主要药水作用：
微蚀：增加铜面附着力，达至粗化铜面的效果。
除油：通过碱性化学物质将铜面的油性物质，氧化膜除去。
预浸：为棕化前提供缓和及加强药物的适应性前处理。
棕化：在铜表面通过反应产生一种均匀，有良好粘合特性及粗化的有机金属层结构（通常形成铜的络合物）。
棕化的优点：工艺简单、容易控制，棕化膜抗酸性好，,棕化层则因厚度很薄，较不会生成粉红圈。
内层基板铜箔毛面经锌化处理
与底材抓的很牢。
棕化缺点：结合力不及黑化处理的表面。
黑化或棕化工序的作用就是粗化铜表面，增大结合面积，增加表面结合力。
两者都有优点及缺陷，工厂务比结合生产能力给予适应的生产工艺。
目前最常用的及普遍的是棕化方法。
王磊 2010-12-16。