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1、黑黑 氧氧 化化撰写人：何树荣撰写人：何树荣日期：日期：6/18/19996/18/19990目目 录录一、工序简介一、工序简介二、黑氧化的目的二、黑氧化的目的三、工艺流程特征三、工艺流程特征四、黑氧化的主要步骤四、黑氧化的主要步骤五、生产工艺五、生产工艺六、潜在问题及解决办法六、潜在问题及解决办法七、污染问题七、污染问题八、工艺技术展望八、工艺技术展望1一、工序简介一、工序简介 黑氧化是处在图形转移与压板之间的一个工序。黑氧化是处在图形转移与压板之间的一个工序。切板切板图形转移蚀刻黑氧化压板出货2二、黑氧化的目的二、黑氧化的目的 将内层板的表面铜转化成氧化铜，使其粗化，从而提将内层板的表面铜
2、转化成氧化铜，使其粗化，从而提高压合后的抗撕强度，以改善铜的表面状态，力求使半固化高压合后的抗撕强度，以改善铜的表面状态，力求使半固化片对铜的表面有较大的粘合力。片对铜的表面有较大的粘合力。3三、工艺流程特征三、工艺流程特征除油除油水洗水洗水洗水洗微蚀微蚀I水洗水洗水洗水洗黑化黑化I水洗水洗水洗水洗微蚀微蚀II水洗水洗水洗水洗预浸预浸黑化黑化II水洗水洗水洗水洗热水洗热水洗烘干烘干冷风冷风4五、黑氧化的主要步骤五、黑氧化的主要步骤 表面清洁处理表面清洁处理 除去残余蚀膜及污物除去残余蚀膜及污物 化学微蚀粗化化学微蚀粗化 获取更大表面，增强树脂与获取更大表面，增强树脂与 树脂的垂直结合力树脂的垂
3、直结合力 化化 学学 黑黑 化化 使铜面生成一层氧化物，使铜面生成一层氧化物， 进一步增加表面积，提高进一步增加表面积，提高 粘合力粘合力 55.2 5.2 表面清洗方法表面清洗方法 化学除油清洗化学除油清洗 利用其化学反应去除附在板面上的利用其化学反应去除附在板面上的 氧化物、油渍氧化物、油渍65.3 5.3 微蚀作用微蚀作用 利用化学反应原理使除油后的铜面进行微观粗利用化学反应原理使除油后的铜面进行微观粗 化化, ,增加其粗糙面积增加其粗糙面积, ,使树脂垂直结合力增强。使树脂垂直结合力增强。 反应原理为：反应原理为： Cu+H Cu+H2 2O O2 2 CuO+H CuO+H2 2O
4、O CuO+H CuO+H2 2SOSO4 4CuSOCuSO4 4+H+H2 2O O75.4 5.4 微蚀率微蚀率 在单位时间内的微蚀量在单位时间内的微蚀量, ,它的大小直接它的大小直接 影响到板面的粗化程度影响到板面的粗化程度, ,主要因素有时间、主要因素有时间、药水浓度、温度。药水浓度、温度。8Copper attack(u)Temperature()COPPER ATTACK vs. TEM PERATURE &H2O2 CONCENTRATIONH2O2 20 G/LH2O2 18 G/LH2O2 16 G/LSEALB OND OMB:25%Cu:0 g/lTime:90 sec
5、Process:DIP9 COPPER ATTACK vs. TBUPERATURE&COPPER CONCENTRATION20g/lCu10g/lCu0 g/lCuSEALB OND:25%H2O2:18 g/lTime:90secProcess:DIPTemperature()Copper attack(u)10COPPER ATTACK vs. TIME IN VARIOUS APPLICATIONSTreatment (sec)SEALBONDOMB:25%H2O2:18 g/lCu:20g/lTemperature:40SprayFloodingDipCopper attack(u
6、)115.4 预浸作用预浸作用利用酸、碱中和的原理，中和以前的酸性，为化学利用酸、碱中和的原理，中和以前的酸性，为化学 黑化提供一个中性环境，起到转换作用。黑化提供一个中性环境，起到转换作用。125.5 5.5 化学黑化化学黑化通过除油微蚀粗化进行化学黑化通过除油微蚀粗化进行化学黑化, ,使铜面在碱性使铜面在碱性 环境中与环境中与NaClONaClO2 2充分反应生成氧化铜的一个过程。充分反应生成氧化铜的一个过程。13化学黑化的反应原理及各成份的作用化学黑化的反应原理及各成份的作用: :1)Cu+NaClO1)Cu+NaClO2 2+2H+2H2 2O2Cu(OH)O2Cu(OH)2 2+Na
7、Cl+NaCl2)2Cu(OH)2)2Cu(OH)2 2CuO+2HCuO+2H2 2O O NaCO NaCO2 2氧化铜表面氧化铜表面NaOHNaOH提供反应所需的碱性环境提供反应所需的碱性环境, ,确保氧化层均确保氧化层均 匀美观匀美观NaNa3 3POPO4 4稳定其反应环境稳定其反应环境14化学黑化反应时间曲线：化学黑化反应时间曲线：厚厚度度(mg/cm2)时间时间（min)155.6 烘干烘干 把黑化后水洗时附在板上的水蒸发，使其具有把黑化后水洗时附在板上的水蒸发，使其具有良好的粘合能力，烘干温度及通风系统控制较为良好的粘合能力，烘干温度及通风系统控制较为严格，温度太高易使树脂与基
8、材分层，太低则板严格，温度太高易使树脂与基材分层，太低则板面留有水渍，影响压板效果。面留有水渍，影响压板效果。165.7 5.7 黑氧化后产品控制参数黑氧化后产品控制参数: : 外观外观 黑膜厚度黑膜厚度 抗剥强度抗剥强度17工艺性能指标：工艺性能指标：黑膜厚度黑膜厚度(mg/cm(mg/cm2 2) = 0.2-0.4 ) = 0.2-0.4 黑膜抗剥强度黑膜抗剥强度(lb./in) 4.0(lb./in) 4.018 抗抗 剥剥 强强 度度（lb./inlb./in）黑氧化厚度黑氧化厚度(mg/cm(mg/cm2 2) )氧化物表面氧化物表面积不足导致积不足导致粘结强度下粘结强度下降。降。
9、氧化物间断氧化物间断裂增加导致裂增加导致粘结强度下粘结强度下降。降。厚度与抗剥强度曲线图厚度与抗剥强度曲线图19黑膜抗剥强度大小所产生的影响黑膜抗剥强度大小所产生的影响: :-抗剥强度的大小直接影响到压板时的粘结力。抗剥强度的大小直接影响到压板时的粘结力。 抗剥强度不足易引起各种连锁反应，如出现钻抗剥强度不足易引起各种连锁反应，如出现钻 后粉红圈、内层爆板、分层等须严格控制。后粉红圈、内层爆板、分层等须严格控制。20影响黑膜抗剥强度及厚度的主要因素影响黑膜抗剥强度及厚度的主要因素:药水浓度药水浓度药水温度药水温度微蚀深度微蚀深度反应时间反应时间215.8 5.8 黑氧化后板的储存时间：黑氧化后
10、板的储存时间： 黑氧化后的板在空气中存放的最长时间不黑氧化后的板在空气中存放的最长时间不 得超过四十八小时，否则必须翻做，因空气中得超过四十八小时，否则必须翻做，因空气中 含水汽，易被氧化层吸收，使板面返潮，造成含水汽，易被氧化层吸收，使板面返潮，造成 压板质量问题。压板质量问题。22黑氧化板翻做的控制：黑氧化板翻做的控制： 因黑氧化中有微蚀，须严格控制板的翻做次数。因黑氧化中有微蚀，须严格控制板的翻做次数。半安士板的翻做次数不能超过一次。半安士板的翻做次数不能超过一次。一安士及二安士的板翻做次数不得超过二次一安士及二安士的板翻做次数不得超过二次。23黑氧化缸中杂物清除黑氧化缸中杂物清除： 在
11、生产过程中，有些氧化物颗粒产生，如在生产过程中，有些氧化物颗粒产生，如Cu(OH)2、CuO等，如附在板上影响其黑化效等，如附在板上影响其黑化效果，须及时过滤清除，保证药水清洁无异物，果，须及时过滤清除，保证药水清洁无异物，过滤系统的棉芯须三天换一次，保证其过滤效过滤系统的棉芯须三天换一次，保证其过滤效果。果。24珍珠棉珍珠棉作用：使板与板之间隔离，保证板面黑膜作用：使板与板之间隔离，保证板面黑膜 不被损坏及其干燥。不被损坏及其干燥。要求：珍珠棉上无破烂、无杂物、水渍、要求：珍珠棉上无破烂、无杂物、水渍、 油污等。油污等。25六、潜在问题及解决方法六、潜在问题及解决方法 黑化层有斑点或不均匀黑
12、化层有斑点或不均匀 黑化层颜色不良黑化层颜色不良 黑化层粘结强度不佳黑化层粘结强度不佳 黑化层耐酸碱性不佳黑化层耐酸碱性不佳26主要产生原因：主要产生原因：黑氧化药液浓度及温度太低或太高黑氧化药液浓度及温度太低或太高板面有抗蚀剂残膜板面有抗蚀剂残膜板面残留微蚀药水或被污染板面残留微蚀药水或被污染前水洗与微蚀不好前水洗与微蚀不好黑氧化缸内药液分层或流动不充分黑氧化缸内药液分层或流动不充分由寄生电流引起的电流效应由寄生电流引起的电流效应黑氧化缸药液内有氧化铜微粒黑氧化缸药液内有氧化铜微粒生产时板面靠附在一起生产时板面靠附在一起黑氧化处理时间不恰当黑氧化处理时间不恰当27主要解决方法：主要解决方法：
13、通过监控保证各药缸浓度、温度及浸泡时间通过监控保证各药缸浓度、温度及浸泡时间 在正常范围内在正常范围内前工序加强检查及修理板面残余物前工序加强检查及修理板面残余物调整微蚀参数及加强水洗调整微蚀参数及加强水洗黑氧化缸加搅拌及过滤黑氧化缸加搅拌及过滤设计适当的载板方式防止各板靠附设计适当的载板方式防止各板靠附28七、黑氧化污染问题七、黑氧化污染问题:存在问题存在问题各药缸对排出的废水、生产中高温产生的药液各药缸对排出的废水、生产中高温产生的药液蒸气均对环境和人体健康有严重影响，须有配套设蒸气均对环境和人体健康有严重影响，须有配套设备，妥善处理。备，妥善处理。29解决方案解决方案: :各种废水均回收
14、再处理降至无毒无污染后方可排放各种废水均回收再处理降至无毒无污染后方可排放 至大自然至大自然产生的蒸气由抽风系统抽走处理后释放至大自然产生的蒸气由抽风系统抽走处理后释放至大自然提高药水的利用率、增加回收系统、降低消耗提高药水的利用率、增加回收系统、降低消耗 加强抽风通风系统加强抽风通风系统307.2 7.2 废水排放处理系统废水排放处理系统黑氧化缸中各种药水由专用水管道排放至黑氧化缸中各种药水由专用水管道排放至 废水处理槽中，经化学处理至无毒无害后废水处理槽中，经化学处理至无毒无害后 排放至大自然。排放至大自然。317.3 7.3 黑氧化操作环境控制黑氧化操作环境控制因整条黑氧化线均用化学药品，须保持其工因整条黑氧化线均用化学药品，须保持其工 作环境及药仓的抽风、通风系统。作环境及药仓的抽风、通风系统。32八、工艺技术前景展望八、工艺技术前景展望随着线路板技术的不断发展与完善，对黑氧化的随着线路板技术的不断发展与完善，对黑氧化的 技术要求也越来越高，多层板、薄板密线路对黑膜的抗技术要求也越来越高，多层板、薄板密线路对黑膜的抗酸碱强度的要求在逐步提高，为达到未来线路板行业发酸碱强度的要求在逐步提高，为达到未来线路板行业发展要求，须对黑氧化工序进行提高。展要求，须对黑氧化工序进行提高。33
