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。