[發明專利]一種銅塊黑/棕化裝置及黑/棕化方法

有效

• 申請號: 201110370586.7
• 申請日: 2011-11-18
• 公開（公告）號: CN103124473A
• 公開（公告）日: 2013-05-29
• 發明（設計）人: 陳顯任;李金鴻;胡新星
• 申請（專利權）人: 珠海方正科技高密電子有限公司;北大方正集團有限公司
• 主分類號: H05K3/38
• 分類號: H05K3/38;C23C22/52;C23C22/00;C23F1/08;C23F1/10;C23F1/18
• 代理公司: 北京天昊聯合知識產權代理有限公司 11112
• 代理人: 羅建民;鄧伯英

技術領域

本發明屬于電路板制造技術領域，具體涉及一種處理銅表面的黑/棕化方法，更具體地，涉及一種自動黑/棕化銅塊的方法。

背景技術

印刷電路板(PCB，Printing?Circuit?Board)是電子工業的重要部件之一。它提供集成電路等各種電子元器件固定裝配的機械支撐、實現集成電路等各種電子元器件之間的電氣連接或電絕緣、提供所需求的電氣特性，如特性阻抗等；同時為自動錫焊提供阻焊圖形，為元器件插裝、檢查、維修提供識別字符和圖形。

印制電路板使用形式有單層板、雙層板及多層板。其中多層板的各層銅板間通過聚合物樹脂粘接，以往生產多層板經常出現銅面與聚合物樹脂粘接不夠牢固，導致后續的線路生產、電子元件的表面焊接、貼裝等工序出現多層板分層的問題。

為解決上述問題，在多層板制程中引入黑化或者棕化(下簡稱黑/棕化)處理工藝，主要在多層板貼合前采用藥液處理銅的表面，使銅面產生碎石狀瘤狀黑/棕化層，其結構緊密無疏孔，增加了接觸表面積，有利于銅面與聚合物樹脂的黏合。

隨著PCB技術的發展，目前業界出現了印制電路板埋入金屬銅塊的工藝技術，即通過聚合物樹脂將銅塊粘接在電路板中間，該技術可解決電子產品局部散熱不良的問題。要將銅塊與PCB銅板粘接牢固，也需要對銅塊進行黑/棕化處理，且銅塊與PCB銅板黑/棕化質量要一致。因兩種工藝存在諸多類似之處，下面以棕化工藝為例進行詳細說明。

棕化工藝又稱棕氧化工藝，是以棕化液氧化蝕銅的過程，常見棕化工藝的處理過程為：酸洗、除油、預浸、棕化，都在棕化線上進行。行業內的棕化線一般為水平棕化線，以滾輪水平傳動電路板經棕化線各段逐步完成棕化工序。棕化線上設有棕化線藥水缸，其內放置有大量棕化液。隨著棕化的進行，銅表面聚集的銅離子濃度不斷上升，導致銅表面棕化不均勻，尤其是棕化銅塊時銅塊底面與其它表面差異明顯，導致線路產品不良率高。為了保證棕化產品的品質，通常棕化生產過程中當銅離子濃度達到一定限量之后，需要將失效的棕化液進行處理，如將棕化液全部排出再換新的棕化液或排掉部分棕化液再向棕化線藥水缸中添加部分無銅離子的棕化添加液，使棕化線藥水缸中的銅含量降低。棕化線上傳動用的滾輪中間間隙大于銅塊尺寸，因而不能將銅塊與電路板一起放在棕化線上棕化。目前銅塊棕化的問題尚未實現自動化，都是靠人工手動操作，將銅塊放入盛有棕化液的容器中棕化后取出。在容器中隨著棕化的進行，銅表面聚集的銅離子濃度不斷上升，銅塊各表面棕化不均勻，與棕化線棕化的PCB銅板表面差異明顯，導致電子產品不良率高。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是針對現有技術中存在的上述不足，提供一種銅塊黑/棕化裝置，其結構簡單、便于控制黑/棕化時間及黑/棕化液濃度差異，能夠使銅塊黑/棕化均勻，保證銅塊黑/棕化后的品質。

解決本發明技術問題所采用的技術方案是該銅塊黑/棕化裝置包括盛裝銅塊和黑/棕化藥液的容器以及攪拌裝置，所述攪拌裝置用來對所述容器內的黑/棕化藥液進行攪拌。

優選的是，所述攪拌裝置包括：置于所述容器外部的磁力攪拌器以及置于所述容器中的磁力攪拌子，所述磁力攪拌器通過磁場變化，帶動所述磁力攪拌子的運動，從而攪拌所述容器內黑/棕化藥液。

進一步優選的是，所述磁力攪拌器通過磁場的變化頻率和/或磁場強度，對攪拌速度進行控制。磁力攪拌器帶有攪拌速度控制系統。攪拌速度控制系統可以調節磁場的變化頻率和/或磁場強度進而調節容器中磁力攪拌子的攪拌速度，使容器內黑/棕化液濃度一致。并且磁力攪拌子還可帶動銅塊旋轉運動，使其各面黑/棕化均勻。

優選的是，所述容器包含進液口和排液口，分別通過進液管和排液管，與黑/棕化線藥水缸相連，實現所述容器中的黑/棕化液與所述黑/棕化線藥水缸中的藥水的循環。這樣黑/棕化線藥水缸內的黑/棕化液能循環回容器內，避免容器內黑/棕化液失效，同時，黑/棕化線上PCB銅板與銅塊使用相同的黑/棕化液，可保證兩者黑/棕化處理品質接近，有利于后續粘接工序的進行，減少產品不良率。

優選的是，所述進液管和排液管分別配有自動閥，且所述至少一個自動閥上配有電子計時器，所述電子計時器與所述磁力攪拌器相連，用于在到達黑/棕化時間時通知所述磁力攪拌器，所述磁力攪拌器停止攪拌。可通過設置電子計時器上的時間來控制自動閥的持續運行時間。

優選的是，所述排液管的管口靠近容器底部。這樣可使容器內的藥液與黑/棕化線藥水缸內的藥液充分循環。

本發明還提供了采用上述銅塊黑/棕化裝置對銅塊進行黑/棕化的方法，包括以下步驟：

(1)插上所述攪拌裝置的電源，