何 亮 張良昌 謝旭文

（珠海杰賽科技有限公司，廣東 珠海 519170）

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0 引言

在PCB工藝流程中，棕化的主要作用是粗化銅面，并在銅表面形成一層棕色的有機金屬轉化膜以增強多層板內層銅面與環(huán)氧樹脂之間的結合力，因此棕化效果的保證是至關重要的。受板件結構及產量影響，當水平線經常處于停機狀態(tài)時，銅離子在高濃度狀態(tài)下易出現(xiàn)結晶，并附著于缸壁或缸底部；結晶在藥水循環(huán)過程中不斷被輸送至缸體各個部位，進而加劇過濾系統(tǒng)的堵塞以及缸體臟污，從而不斷降低藥水交換速率及藥水活性，進而產生棕化不良現(xiàn)象。本文基于棕化水平線經常處于停機或不連續(xù)做板狀態(tài)下，對銅離子高濃度狀態(tài)下棕化不良改善的闡述。

1 棕化過程及影響因素分析

1.1 棕化流程

酸洗→二級水洗→堿洗→三級水洗→預浸→棕化→三級DI水洗→烘干。

1.2 棕化過程及影響因素描述

PCB內層芯板在經過酸堿洗/預浸活化后進入棕化缸，棕化過程中銅面被咬蝕，產生的銅離子進入到藥水中，藥水有效成分降低，并且銅離子濃度不斷上升。如過程無補加藥水，則藥水有效成分將很快被消耗，棕化效果無法持續(xù)保證，而銅離子的不斷升高也會加劇逆向反應程度，抑制銅被咬蝕，從而影響銅面粗化效果。因此持續(xù)生產過程中，合理的自動添加比例及自動排藥比例將有利于藥水的不斷更新，保持藥水活性，緩解銅離子上升速率，抑制逆向反應程度，保證銅面粗化效果。

受板件結構及產量影響，棕化水平線可能會經常處于停機或不連續(xù)做板狀態(tài)，停機過程中的銅離子在高濃度狀態(tài)下易出現(xiàn)沉淀結晶；結晶對棕化缸體臟污及過濾器過濾棉芯的過濾效果具有明顯的抑制作用，將直接影響到棕化藥水交換的速率及藥水活性；因此合理的倒缸頻率及過濾棉芯更換/清洗頻率將有助于藥水活性及過濾效果的維持，以確保藥水交換更新速率。

2 銅離子高濃度狀態(tài)下出現(xiàn)棕化不良的時機分析及改善試驗

2.1 分析方案

（1）每日跟進棕化缸藥水分析結果，確認藥水濃度是否合格，并及時調整自動添加藥水比例及自動排藥比例；

（2）觀察每日銅離子濃度變化，預判棕化不良出現(xiàn)時機；

（3）在高銅離子濃度狀態(tài)下（≥20 g/L），調整試驗過濾棉芯的更換頻率（表1所示），判斷過濾效果對棕化效果的影響。

表1 過濾棉芯更換/清洗頻率對比

3.2 分析數(shù)據(jù)統(tǒng)計及分析

分析數(shù)據(jù)統(tǒng)計及分析見表2、表3。

表2 1次/2天更換過濾棉芯的藥水濃度統(tǒng)計

表3 1次/4天更換過濾棉芯的藥水濃度統(tǒng)計

試驗結論：

（1）由表2小結，按照1次/2天的頻率更換過濾棉芯，1次/班的頻率清洗過濾棉芯，生產過程正常，未見棕化不良現(xiàn)象；

（2）由表3小結，按照1次/4天的頻率更換過濾棉芯，1次/班的頻率清洗過濾棉芯，過濾棉芯堵塞嚴重，反應槽內液位高度不足，藥水交換更新速率緩慢，藥水交換效果差；銅離子也因此持續(xù)上升，超過25 g/L，逆向反應加劇，粗化銅面反應被抑制，生產過程中生產板逐漸可見明顯的棕化色差、不上棕化及棕化滾輪印等棕化不良現(xiàn)象，剝離強度也被降低。

3 改善措施

（1）受板件結構及產量影響，在棕化水平線經常處于停機或不連續(xù)做板狀態(tài)下，停機過程中的銅離子在高濃度狀態(tài)下易出現(xiàn)沉淀結晶；結晶對棕化缸體臟污及過濾器過濾棉芯的過濾效果具有明顯的抑制作用，將直接影響到棕化藥水交換的速率及藥水活性；因此合理的倒缸頻率及過濾棉芯更換/清洗頻率將有助于藥水活性及過濾效果的維持，以確保藥水交換更新速率；

（2）長期停機狀態(tài)下，當銅離子處于高濃度狀態(tài)下（≥20 g/L）時，應提高過濾棉芯的更換及清洗頻率，本次試驗結論為：按照1次/2天的頻率更換過濾棉芯，1次/班的頻率清洗過濾棉芯，過濾棉芯無堵塞現(xiàn)象，可確保藥水交換更新速率，保證藥水過濾效果及活性要求。