Hurricane Co. Ltd., HCBOND.

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1 Hurricane Co. Ltd., HCBOND

2 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
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

3 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

4 HCBOND™ 製 程 特 色 : ( 與傳統黑棕化比較 )
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℃) Few process steps Runs horizontally and vertically Resistant to scratches and other handling damage Large process window Low cost Compatible with AOI Tolerant of hold time before lamination

5 HCBOND™ 製 程 特 色 板面外觀均勻 優良的信賴度測試 廢水處理容易
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) High resistance to thermal excursions No pink ring or wedge cracking High resistance to induced delamination Stable adhesion over time

6 HCBOND™與黑棕化製程對照表 ＊ HCBOND (棕化) ＊ 清 潔 劑 (鹼) C.W.水洗 中 和 (酸) 預 浸 HCBOND™
預 浸 HCBOND™ D.I.水洗 烘 乾 ＊黑 化＊ 清 潔 劑 (鹼) 水 洗 微 蝕 預 浸 (鹼) 氧 化 (鹼) 還 原 (Post-Dip) 抗 氧 化 D.I.洗 烘 乾

7 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。

8 HCBOND 廢水處理 Alkaline Cleaner –氫氧化鈉溶液 HCBOND - 硫酸-雙氧水系蝕刻液
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 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

9 HCBOND™ 製程流程圖 入料 鹼洗 C.W. 中和 D.I.W. 出料 預浸 棕化 D.I.W. 烘乾

10 BO-610 鹼性清潔劑 Step 1 作用： 清潔板面殘留汙染物(油脂、指紋等) 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)

11 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

12 BO-620 加 速 作用： Step 3 BO-620 : 3% 溫 度 : 室 溫 ( 35~40 ℃ )
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。

13 HCBOND™ 棕化槽 作用： •形成表面粗糙度 •有機金屬膜形成 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

14 信 賴 度 測 試 測試方法及結果

15 HCBOND™ 性 能 測 試 測試項目 測試規格 抗撕強度 Peel Strength 銅皮1oz , 樹脂(2116HR)
IPC-TM IPC-TM JEDEC JESD22-A102-B 測試項目 抗撕強度 Peel Strength 熱應力 Thermal Stress 粉紅圈 Pink Ring Resistance

16 抗撕強度 Peel Strength 1 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 銅箔 棕化面 膠片2116HR 內層板

17 HCBOND 各種樹脂基材測試數據 Peel Strength Testing: lbs/in 樹脂:1080 ×3

18 HCBOND 各種 PP 材質測試數據 Peel Strength Testing: lbs/in

19 熱應力 Thermal Stress 測試材料為Tg 135℃ , FR-4 板材 錫爐漂洗 5 次,經切片無分層現象 結果---測試通過
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

20 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

21 HCBOND™ 原 理 介 紹

22 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
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

23 HCBOND 鍵結反應機構 銅 箔 + HCBOND 銅 箔 銅 箔 + 黑棕化處理 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

24 HCBOND™ 槽液成份 Pre-Coating Etching 預浸槽 (Pre-dip) BO-620 3.0% (2.0~4.0%)
H2SO % (4~6%) H2O % (3.5~4.5%) BO % Pre-Coating Etching

25 HCBOND 反應機構特性 Etching Coating Dissolution 及有機物附著反應 在HCBOND
槽中進行微蝕反應 Etching 及有機物附著反應 Coating(Bonding) 在預浸槽中620 先行吸附在表面 Coating Dissolution

26 HCBOND™ 組成特性 • 增加板面粗糙程度，以提昇結合力。 氧化劑 H2O2 : 進行銅面蝕刻反應，形成板面粗糙度。
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 : 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” (AP) : 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。 •覆蓋度促進劑“ coverage promoter” (CP) : 可提昇有機金屬覆膜層之均勻程度。

27 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 ( V) H2O2 + 2H+ + Cu°  Cu2+ + 2H2O ( V) HCBOND 之反應式 : 2 Cu + 2H+ + H2O  Cu H20

28 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]

29 HCBOND™ 槽液成份 棕化槽(HCBOND™) 清潔槽 (Cleaner) H2SO4 5 % BO-610 15% H2O2 4 %
中和槽 (酸浸) H2SO % 預浸槽 ( Pre-dip ) BO % 棕化槽(HCBOND™) H2SO % H2O % BO % Cu g/l

30 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

31 HCBOND 槽液 ( Bail Out System )
HCBOND Bath Bail-out Copper conc. (g/l) - Steady State 5 10 15 20 25 30 35 40 45 Bail-out / s.f. Cu Surface (ml) 50 75 100 125 150 175 200 225 250 50 u" etch 75 u" etch 100 u" etch 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

32 HCBOND BO-630

33 HCBOND BO-630 抗酸5分鐘後

34 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
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。