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层压表面处理有效性分析 摘要： 目前芯板层压前处理的主流方式有白化、黑化和棕化三种，其目的都是粗化铜表面，增加内层芯板与半固化片间的结合效果。但是各种处理方式所获得的物理和化学结合力存在着差异。同时选择不同铜箔经过多次压合后，它们的剥离强度和热冲击可靠性方面也都各不相同。 关键词： 层压；表面处理 前言 层压前处理是多层印制板制造中极其关键的工序之一，本文主要通过实验比对不同前处理方式对铜面与树脂结合力的影响，分析在不同压合次数、不同铜箔选择条件下各种层压表面处理的有效性。 一、实验说明 实验采用高Tg 的FR4 基板和半固化片，分别试验Secure HTg、NBD、棕化这三种表面处理方式，对比分析电解铜箔和电镀铜在经过多次层压后，其剥离强度、热冲击可靠性的差异。 二、微观结构 利用SEM 仪器观察各种铜表面及截面的微观结构，如下表所示： 2-1. 未处理铜箔表面微观结构 从表面SEM 观察看，电解铜箔与PTH 电镀铜表面结构有较大区别，电镀铜表面沟槽细致、粗糙度较大。 2-3. 已处理铜箔表面微观结构 三种处理工艺的金属表面结构都不相同：经过Secure HTg 处理后形成的是结构致密的锡铜合金共化物及氧化物，其表面结构呈深沟壑状；棕化处理后形成的是有机金属层结构，表面结构呈绒毛枝节状；NBD 处理后铜面受到微蚀粗化所形成的表面是呈粒状或块状结构。对比不同类型铜面，经不同处理方式后PTH 电镀铜表面均较电解铜箔表面处理效果佳，其表面细微结构更多些，能增大界面接触面积，增强“锚”的效果。 三、剥离强度 依照IPC-TM-650 2.4.8 的方法进行测试，本次实验共压合4 次，对比压合后抗剥离强度测试结果得出下图。 3-1.不同处理工艺抗剥离强度 以上分析得出，Secure HTg 处理工艺的抗剥离强度最好，其耐热性能优良，经过多次层压其抗剥离强度均能够满足IPC4101 的要求,而棕化和NBD 处理则较差。当然影响树脂与金属表面结合力的因素很多，包括树脂黏度、浸润性和表面张力等，金属表面结构对结合力强度也有重要意义。 四、热冲击试验 本次实验按照IPC-TM-650 2.6.8 的方法进行测试，条件为288℃，10S 浸锡实验，其测试结果 分析如下图。 4-1.不同处理工艺耐热冲击 经多次压合后，铜箔的耐热冲击性呈下降趋势：其中Secure HTg 处理铜箔降幅棕化处理铜箔降幅NBD 处理铜箔降幅。实验结果还显示，电镀铜的耐热冲击性能优于电解铜箔，这个结果与抗剥离强度分析结果相一致。 五、结论 通过实验验证结果得出，层压前处理工艺中Secure HTg 工艺优于棕化工艺，NBD 处理工艺则较差。另外选择电镀铜对多次积层板件的层间结合力和耐热性提高更有利。 深圳金百泽电子科技股份有限公司（）成立于1997年，是线路板行业十强企业，总部设在深圳，研发和生产分布在深圳、惠州和西安等地，为客户提供产品研发的PCB设计、PCB快速制造、SMT加工、组装与测试及硬件集成等垂直整合解决方案，是国内最具特色的电子制造服务提供商。电话：0755223