一种提高印刷电路板层间结合力的棕化方法技术

本发明专利技术公开了一种提高印刷电路板层间结合力的棕化方法，属于电路板技术领域，包括以下步骤：S1：清洗：将铜箔置于清洗液Ⅰ中浸泡3‑5min后，加入清洗液Ⅱ，继续浸泡3‑5min，然后依次置于双氧水和乙醇中分别浸泡2‑3min，接着用氮气吹干；S2：预浸：将清洗后的铜箔置于预浸液中，超声震荡3‑5min；S3：棕化：将预浸后的铜箔置于存有棕化液的棕化槽中棕化；S4：水洗：将棕化后的铜箔置于去离子水中，水洗后，用氮气吹干。本发明专利技术棕化后，样板表现出良好的抗剥离性能，剥离强度高达0.95 Kg/cm。热性能测试，分别对压合后样品进行6次浸锡、100次冷热冲击循环和6次回流焊试验，观察测试样均无起泡、分层或爆板现象，层间结合力强。

A browning method for improving the adhesion between layers of printed circuit boards

【技术实现步骤摘要】
一种提高印刷电路板层间结合力的棕化方法
本专利技术涉及电路板
，具体涉及一种提高印刷电路板层间结合力的棕化方法。
技术介绍
印制电路板（PCB），是印制线路与印制元件的合称；是以基础材料为绝缘板，通过布线、钻孔、孔金属化、电镀、蚀刻、表面处理等工艺，在板上形成导电图形并常伴有各种孔（如金属化孔、元件孔等），作为焊接各种电子元器件（如：电感、电容、电阻）的底盘以实现各种电子元器件之间的电气互连。近年来，印刷电路板被广泛使用，是电子设备中重要的电子元件之一，表现为电子元件的支撑体，并提供了电子元件之间的电气连接。印制电路板用的基板材料，在整个印制电路板上主要负担着导电、绝缘和支撑三个方面的功能。在基板材料中使用量最大、最重要的品种，是覆铜箔板。一般刚性覆铜板，是用增强材料，浸以树脂粘合剂，通过烘干、裁剪、叠合成坯料，然后再覆上铜箔，用钢板做为模具，在热压机中经高温高压成形加工而制成。覆铜板主要由粘合剂、增强材料、铜箔三大部分构成。基于传统碱性黑氧化法技术的局限性以及成本压力等，寻找新的工艺来替代碱性黑氧化是势在必行的。由双氧水和硫酸组成的体系，也就是通常说所说的棕化工艺或者氧化替代工艺，已经被广泛使用。棕化工作溶液主要是由硫酸，双氧水以及特定的有机物组成，与铜反应后，在铜表面形成蜂窝状的粗糙外貌的有机金属薄膜，在层压过程中，树脂发生固化交联反应，提高铜与树脂的结合力以及耐热性能。由于高级的多层板产品在高温的无铅焊接过程中容易出现分层或者爆板，出现在电介质材料与铜之间的爆板，除了电介质材料本身的固化交联不完全等原因，还有可能性就是铜面与电介质材料的结合力不够，在高温焊接条件下而分离。因此，经过棕化工艺处理的铜面必须能够经受无铅焊接的苛刻条件，这给业界对棕化工艺的改进带来了很大的挑战。公开号为CN104039092A的专利文献公开了一种优化多层线路板板厚均匀性的制作方法，通过在内层板的导电金属之间的间隙内以及导电金属表面都涂布了流动性的物质，并且流动性物质的物性与电性与内层板的绝缘层相同，有效改善了多层线路板厚度的均匀性，避免了信号干扰，提高了多层线路板进行零件组装时的可靠性，能够保持多层线路板的电子信号的完整性，并且保证了制成的高频终端产品的电子信号的完整性与长时间使用的可靠性；由于内层板的金属表面也有涂布物质，因而增强了多层线路板内部金属面与绝缘体之间的结合力，避免烘烤造成金属表面被氧化，因而能够防止后续制程造成的爆板或气泡等品质问题，提高了产品良率。该方法步骤复杂，且效果不理想。公开号为CN103124473B的专利公开了一种铜块黑/棕化装置，包括盛装铜块和黑/棕化药液的容器以及搅拌装置，所述搅拌装置用来对所述容器内的黑/棕化药液进行搅拌。该专利技术还提供一种使用该铜块黑/棕化装置黑/棕化铜块的方法，通过搅拌装置以及进液管和排液管与黑/棕化线药水缸内的黑/棕化液形成的循环回路使容器内黑/棕化液成份保持有效，且进液管和排液管各配有自动阀控制黑/棕化时间，使用该方法使铜块黑/棕化均匀，品质好，解决了以往铜块棕化不均匀引起后续工艺易出现气泡导致报废等问题，层间结合力低。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术提供一种提高印刷电路板层间结合力的棕化方法。为解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案为：一种提高印刷电路板层间结合力的棕化方法，包括以下步骤：S1：清洗：将铜箔置于清洗液Ⅰ中浸泡3-5min后，加入清洗液Ⅱ，继续浸泡3-5min，然后依次置于双氧水和乙醇中分别浸泡2-3min，接着用氮气吹干；S2：预浸：将清洗后的铜箔置于预浸液中，超声震荡3-5min；S3：棕化：将预浸后的铜箔置于存有棕化液的棕化槽中棕化；S4：水洗：将棕化后的铜箔置于去离子水中，水洗后，用氮气吹干。进一步的，所述清洗液Ⅰ由以下重量份数的组分制成：水145-55份、硫酸30-42份、柠檬酸10-16份、除锈剂2-3份、硫脲5-8份。进一步的，所述清洗液Ⅱ由以下重量份数的组分制成：水140-50份、氢氧化钠18-25份、表面活性剂2.5-3.5份、磷酸钠5-7份、连二亚硫酸钠11-14份。进一步的，所述清洗液Ⅰ由以下重量份数的组分制成：水148份、硫酸36份、柠檬酸12份、除锈剂2.7份、硫脲6.5份。进一步的，所述除锈剂有以下成分制成：水、盐酸、酒石酸、十二烷基苯磺酸钠、乌洛托品、膨润土。进一步的，所述清洗液Ⅱ由以下重量份数的组分制成：水146份、氢氧化钠20份、表面活性剂3.2份、磷酸钠6.3份、连二亚硫酸钠13份。进一步的，所述表面活性剂为十二烷基二甲基甜菜碱或十二烷基氨基丙酸钠。在多层PCB的制造中，板层间的分层问题一直是首当其冲。为提高铜与半固化片树脂间的结合力，行业内的各类人员都进行相应的研究。在此过程中，黑氧化进入了大众的视野，成为当时主流的内层处理技术，在实际生产中得到了广泛的应用。随着PCB行业的迅速发展和市场需求的不断提高，迫使电子产品必须朝着轻、薄、短、小以及多功能的方向发展，这对PCB的密度化和精细化提出了更高的要求。在印制板的生产制造中，多层板的生产占很重要的位置，提高和改善层间结合力一直是提高多层板热稳定性的一个重要研究内容。自上世纪80年代以来，为了提高铜与树脂之间的结合力，先后经历了微蚀刻法（如过硫酸钠和硫酸等），黑氧化法和棕化法。传统的棕化技术在一定程度上提高了内层间的结合力，但也存在诸多问题，黑氧化时形成的为针状铜氧化物的结晶，这种针状结晶质地很脆，达到一定的长度以后结晶容易发生折断，限制了铜和半固化片的附着性。为此，本领域的技术人员开始研究棕化法，如公开号为CN107365993A的专利文献公开了一种棕化液及棕化方法。棕化液包含A-E组份，其中，所述A组份为无水硫酸铜；所述B组份为硫酸；所述C组份为氯化物；所述D组份选自苯并三氮唑、咪唑及其衍生物、噻唑及其衍生物的一种或至少两种的混合物；所述E组份为硝酸。-棕化液的载铜量可达45g/L以上，棕化处理后溶液澄清，溶液中不产生沉淀，避免了线路异物和短路；使用寿命长，可达3个月以上；使用本专利技术的棕化液对铜表面棕化后的，颜色始终为均匀棕褐色，压合后的多层板的耐热、耐冲击性能合格，污染小。公开号为CN108601199A的专利文献公开了一种PCB铜组件高可靠性棕化方法，包括如下步骤：a.将铜组件封装入治具中，置于传送带上，进行棕化前处理；b.铜组件输送至棕化段进行棕化；c.完成棕化后铜组件输送至水洗段进行水洗；d.铜组件输送至烘干段烘干后转入下工序；该专利技术的棕化方法通过一系列参数和工艺步骤的优化可取得较好的棕化效果。但是，常规的棕化方法容易出现铜箔与树脂的爆板和分层问题，故对新工艺的研发是势在必行。本专利技术的有益效果是：本专利技术先将铜箔清洗，除去表面的氧化物、油脂、手印等污染物。本申请，清洗分为两步清洗。清洗液Ⅰ由水、硫酸、柠檬酸、除锈剂、硫脲制成，为酸性清洗液，用于去除铜箔表面的锈蚀及氧化物。硫酸与柠檬酸相互配合，与二价铜离子结合，形成本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种提高印刷电路板层间结合力的棕化方法，其特征在于：包括以下步骤：/nS1：清洗：将铜箔置于清洗液Ⅰ中浸泡3-5min后，加入清洗液Ⅱ，继续浸泡3-5min，然后依次置于双氧水和乙醇中分别浸泡2-3min，接着用氮气吹干；/nS2：预浸：将清洗后的铜箔置于预浸液中，超声震荡3-5min；/nS3：棕化：将预浸后的铜箔置于存有棕化液的棕化槽中棕化；/nS4：水洗：将棕化后的铜箔置于去离子水中，水洗后，用氮气吹干。/n

【技术特征摘要】
1.一种提高印刷电路板层间结合力的棕化方法，其特征在于：包括以下步骤：
S1：清洗：将铜箔置于清洗液Ⅰ中浸泡3-5min后，加入清洗液Ⅱ，继续浸泡3-5min，然后依次置于双氧水和乙醇中分别浸泡2-3min，接着用氮气吹干；
S2：预浸：将清洗后的铜箔置于预浸液中，超声震荡3-5min；
S3：棕化：将预浸后的铜箔置于存有棕化液的棕化槽中棕化；
S4：水洗：将棕化后的铜箔置于去离子水中，水洗后，用氮气吹干。


2.如权利要求1所述的一种提高印刷电路板层间结合力的棕化方法，其特征在于：所述清洗液Ⅰ由以下重量份数的组分制成：水145-155份、硫酸30-42份、柠檬酸10-16份、除锈剂2-3份、硫脲5-8份。


3.如权利要求1所述的一种提高印刷电路板层间结合力的棕化方法，其特征在于：所述清洗液Ⅱ由以下重量份数的组分制成：水140-150份、氢氧化钠18-25...

【专利技术属性】
技术研发人员：度薇，袁彬，庞一波，刘克，曹荣远，王东，刘爽，陈力，
申请(专利权)人：国网河南省电力公司西峡县供电公司，
类型：发明
国别省市：河南;41