Transcript HCBOND

Hurricane Co. Ltd.,

HCBOND
HURRICANE CO.LTD.,
™
HCBOND
內層黑棕化取代製程
本產品為多層印刷電路板壓合氧化製
程中符合低成本, 操作安全容易, 且
高性能之有機微蝕型黑棕化取代技術
HURRICANE CO.LTD.,
HCBOND™ 之應用範圍
 HCBOND™

多層板內層氧化處理
 均勻之棕色外觀
 表面附著有機層以提高表面附著力
 良好之抗酸能力
HURRICANE CO.LTD.,
HCBOND™ 製 程 特 色 :
( 與傳統黑棕化比較 )
HCBOND (棕化)
黑
均勻性 , 黑棕色外觀
黑色均勻外觀
製程簡單(二或三道藥液 ,三道水洗)
七道藥液, 六道水洗
水平製程/垂直製程
垂直式浸泡製程
水平設備價格較便宜
水平製程設備昂貴
寬廣的操作範圍
寬廣的操作範圍
較低的操作成本
較高的操作成本
較佳的操作環境
在高溫烘烤下,較易受熱氧化
較低的操作溫度（40℃）
藥液危險度高
優良的性賴度測試
較高的操作溫度 (78℃)
化
HURRICANE CO.LTD.,
HCBOND™ 製 程 特 色

板面外觀均勻
板面顏色均勻 (棕色)
 無點狀露銅及coating不佳之情形


優良的信賴度測試
使用高 Tg 樹脂材料具良好的結合強度
 可防止粉紅圈及楔形孔破(wedge void)
 優良的熱應力性能



廢水處理容易
藥液分析快速(UV,滴定)及維護容易(Auto dosing &
Bail out System)
HURRICANE CO.LTD.,
HCBOND™與黑棕化製程對照表
＊ HCBOND (棕化) ＊
 清 潔 劑 (鹼)
 C.W.水洗
 中 和 (酸)
 C.W.水洗
 預
浸
 HCBOND™
 D.I.水洗
 烘
乾
＊黑
化＊
 清 潔 劑 (鹼)
 水
洗




微
水
預
氧




水
洗
還
原 (Post-Dip)
水
洗
抗 氧 化
 D.I.洗
 烘
乾
蝕
洗
浸 (鹼)
化 (鹼)
HURRICANE CO.LTD.,
HCBOND 槽液控制


所有藥液均有分析方法 (from hurricane) 。
棕化藥液 : 以一般滴定方法即可進行分析。
HURRICANE CO.LTD.,
HCBOND 廢水處理

Alkaline Cleaner –氫氧化鈉溶液


無胺類 (amines)、矽酸鹽類(silicates)、EDTA
HCBOND - 硫酸-雙氧水系蝕刻液



無銅類螯合物 (chelated copper)
銅離子濃度 15 -20 g/l (2.5 oz / gal)
建議使用沈澱法、離子交換法、逆滲透方法
處理
HCBOND™ 製程流程圖
入料
鹼洗
預浸
C.W.
棕化
中和
D.I.W.
D.I.W.
烘乾
出料
HURRICANE CO.LTD.,
BO-610 鹼性清潔劑
Step 1

低泡沫量

清潔效果迅速、有效

體積濃度為 10~20%

操作溫度為 45~60oC

依操作面積更槽(50m²/L)
作用：
清潔板面殘留汙染物(油脂、指紋等)
HURRICANE CO.LTD.,
HCBOND™ 酸中和
Step 2
中和鹼性清潔劑的剩餘污染
清潔板面上的氧化物
HURRICANE CO.LTD.,
BO-620 加 速
Step 3

BO-620 : 3%

溫 度 : 室 溫 ( 35~40 ℃ )

依操作面積更槽 (5m²/L)
作用： 將銅面先行預處理,並吸附添加劑BO-620以便迅速
進行微蝕及有機物附著反應。
防止 HCBOND 槽遭汙染。
HURRICANE CO.LTD.,
HCBOND™ 棕化槽
Step 4

雙氧水 H2O2
HCBOND™ 添加劑BO-630

硫
酸 H2SO4

溫
度 : 40℃

採 Feed & bleed (or batch down) 方式添加及補充藥液

作用：
•形成表面粗糙度
•有機金屬膜形成
信賴度測試
測試方法及結果
HURRICANE CO.LTD.,
HCBOND™ 性 能 測 試

測試項目

抗撕強度
Peel Strength
熱應力
Thermal Stress
 粉紅圈
Pink Ring
Resistance

測試規格
銅皮1oz ,
樹脂(2116HR)
IPC-TM-650 2.4.13.1
IPC-TM-650 2.6.8
JEDEC JESD22-A102-B
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抗撕強度 Peel Strength
oz 銅箔
FR-4 Pre-preg, Tg 135℃
2116HR
寬度 3 mm
拉伸速率2 inches/minute
強度: 3 ~ 4 lbf/in
測試結果：3.5lbf/in---測
試通過
1
銅箔
棕化面
膠片2116HR
內層板
HURRICANE CO.LTD.,
HCBOND 各種樹脂基材測試數據
Peel Strength Testing: lbs/in
Resin Type
Epoxy
Tg =
135
Epoxy
Tg = 150
Epoxy
Tg = 180
BT/Epoxy
Tg = 185
Epoxy
Tg = 200
Cyanate
Ester
Tg = 250
Polyimide
Tg = 260
HC BOND
4–6
4.5 – 7
3.0 – 4.5
2.0 – 4.0
2.5 – 4.0
2.5 – 3.5
2.0 – 3.0
Reduced
Oxide
4–6
5–8
3–4
2–3
2–4
0.5 - 1.5
0.5 – 1.5
樹脂:1080 ×3
HURRICANE CO.LTD.,
HCBOND 各種 PP 材質測試數據
Peel Strength Testing: lbs/in
Resin Type
Epoxy
2116HR
Epoxy
1080
Epoxy
7630
Epoxy
7628
含膠量 %
52 – 53
62 – 63.5
45 – 46.5
42 – 43
HC BOND
3–6
3–6
3–6
3–6
HURRICANE CO.LTD.,
熱應力 Thermal Stress

測試材料為Tg 135℃ , FR-4 板材

錫爐漂洗 10 秒（288 ℃ ) ,空氣中靜置10秒

錫爐漂洗 5 次,經切片無分層現象

結果---測試通過
HURRICANE CO.LTD.,
粉紅圈 Pink Ring Resistance
測試材料 : 四、六、八層板成品板
 無粉紅圈---通過測試

™
HCBOND
原理介紹
基本原理及技術資料
HCBOND
硫酸-雙氧水微蝕液形成表面粗
糙度及有機金屬覆膜之反應機構
HURRICANE CO.LTD.,
HCBOND 鍵結反應機構
銅箔+
HCBOND
銅箔
銅箔+
處理
黑棕化處理


氧化絨毛層與樹脂之結合力，端賴板面粗糙情形及樹脂對板面之流動及潤溼性
HCBOND 有機金屬覆膜將使樹脂容易潤濕板面;除機械強度結合外並形成化學鍵結
HURRICANE CO.LTD.,
HCBOND™ 槽液成份
Pre-Coating
Etching
預浸槽 (Pre-dip)
BO-620 3.0% (2.0~4.0%)
棕化槽 (HCBOND™)
H2SO4
5 % (4~6%)
H2 O 2
4 % (3.5~4.5%)
BO-630 25 %
HURRICANE CO.LTD.,
HCBOND 反應機構特性
在預浸槽中620
先行吸附在表面
Coating
在HCBOND
槽中進行微蝕反應
Etching
及有機物附著反
應
Coating(Bonding)
Dissolution
HURRICANE CO.LTD.,
HCBOND™ 組成特性

HCBOND 反應為銅面蝕刻(etching)及有機膜覆蓋(coating)，兩種反應同
時進行。

氧化劑 H2O2 : 進行銅面蝕刻反應，形成板面粗糙度。

添加劑 BO-630
(AP) :
: 為 topography modifier (TM) :
• 增加板面粗糙程度，以提昇結合力。
•形成有機金屬覆膜，提高結合強度。
: 為 promoter
•附著力促進劑“ adhesion promoter”
可促進添加劑630與 Cu 作用,於銅面上
形成一不溶於水之有機金屬覆膜層。
(CP) :
•覆蓋度促進劑“ coverage promoter”
可提昇有機金屬覆膜層之均勻程度。
HURRICANE CO.LTD.,
HCBOND™ 蝕刻反應機構
( Etching )
典型之硫酸-雙氧水蝕銅反應式 :
H2O2 + 2H+ + 2e

2H2O
(+1.776V)
Cu° 
Cu2+ +2e
(-0.3419V)
H2O2 + 2H+ + Cu° 
Cu2+ + 2H2O
(+1.4341V)
HCBOND 之反應式 :
2 Cu + 2H+ + H2O2 + 630 
Cu+630 + 2H20
HURRICANE CO.LTD.,
HCBOND 覆膜形成機構
( Coating )
銅面初期吸附反應
2Cu + 2H+ + H2O2 + B(630) +A(630) 
吸附
[Cu 1+  B] + H2O + ½H2O2 + H+ 
A 
HCBOND棕色覆膜形成反應
結合
Cu 1+ A + B + H2O + ½H2O2 + H+
蝕刻反應持續進行
解離
Cu2+ + A + 2[H20]
HURRICANE CO.LTD.,
HCBOND™ 槽液成份



清潔槽 (Cleaner)
BO-610 15%
中和槽 (酸浸)
H2SO4
0.5 %
預浸槽 ( Pre-dip )
BO-620 3.0 %

棕化槽(HCBOND™)
H2SO4
5 %
H2O2
4 %
BO-630 25%
Cu
20 g/l
HURRICANE CO.LTD.,
製程最佳化
控制參數:
溫
度
雙氧水濃度
硫
酸濃度
槽液攪動情形

HURRICANE CO.LTD.,
Bail-out / s.f. Cu Surface (ml)
HCBOND 槽液
( Bail Out System )
HCBOND Bath Bail-out
250
225
200
175
150
125
100
75
50
25
0
100 u" etch
75 u" etch
50 u" etch
5
10
15
20
25
30
35
40
45
Copper conc. (g/l) - Steady State
上圖為HCBOND槽液中， bail-out 之速率與銅離子濃度維持
平衡之關係式
HURRICANE CO.LTD.,
HCBOND BO-630
HURRICANE CO.LTD.,
HCBOND BO-630 抗酸5分鐘後
HURRICANE CO.LTD.,
總
結
HCBOND, 是一種取代傳統黑棕化之新的表面處理
製程(技術)。其優點為製程短 (僅三道藥液)、操作條件安全
、成本低 : HCBOND 可適用於水平線及垂直線,並可
適用現今之高 Tg 樹脂基材 。
HCBOND 提供優良的鍵結強度，防止粉紅圈之產生
及層間分離(Delamination)現象。
HCBOND 為一經濟實用且性能良好之製程產品。