为了适应无铅化高温焊接的要求,印制线路板的基材已经从普通性能的材料发展到无铅兼容材料。无铅兼容基材的树脂体系主要为多官能团树脂,固化剂主要是酚醛树脂。酚醛树脂分子中高密度的苯环结构使其分子刚性增加,分子中众多的羟基能够使环氧树脂分子中环氧基发生开环反应而使固化物交联密度得到提高,能够改善无铅基材的耐热性、耐化学性等。由于无铅基材树脂以芳香族结构为主,树脂层间粘合性相对较低。棕化作为多层印制线路板制造工艺的内层键合技术,具有工艺流程短,容易控制的优点。棕化溶液主要是以苯并三氮唑作为有机添加剂,与硫酸,双氧水和氯离子组成的体系对铜进行腐蚀反应,在铜表面形成微观的粗糙结构和覆盖上缓蚀膜。内层铜经过棕化处理,与树脂在高温条件下反应结合有良好的结合力。剥离强度是衡量铜箔与树脂结合力的重要指标。但是,无铅化材料的发展,导致棕化处理后的铜箔与无铅树脂材料的剥离强度偏低。为了避免和减少低剥离强度引起高温焊接过程的树脂与铜箔分层的问题,本文研究新的棕化配方,在微蚀深度1.2-1.3μm的条件下,使棕化处理后的铜箔的与无铅材料的剥离强度能提高15%以上,并且在热性能方面,浸锡测试和无铅回流焊测试可以通过六次不爆板分层,T260测试超过30分钟不爆板分层。本文以苯并三氮唑为主要缓蚀剂,根据缓蚀剂之间的协同作用机理,在棕化溶液中加入新的有机缓蚀剂四种,它们分别是尿嘧啶类(代码X1),唑类(代码X2),含有糠醛的有机物(代码X3)和杂环物质(代码X4)这四类。把这四种有机添加剂分别加入棕化溶液中,控制微蚀深度为1.2-1.3μm,测得X1、X2、X3、X4最大限度提高剥离强度分别为6.3%、23.2%、2.8%、8.8%。在这四种有机物中,只有唑类缓蚀剂X2可以达到剥离强度提高15%以上目标。爆板测试结果表明,覆铜板经过含有X2缓蚀剂的棕化溶液处理,与树脂高温结合后,满足热性能的要求。为了进一步分析反应机理,利用扫描电镜,原子力显微镜,聚焦离子束和X射线光电子能谱对棕化处理后的铜箔表面进行了分析。分析结果表明,铜箔表面在经过以苯并三氮唑作为主要缓蚀剂的棕化溶液处理后,铜箔表面已经形成微观的蜂窝状结构,棕化反应是对铜箔的晶粒间进行腐蚀,并且在铜箔表面形成缓蚀膜。铜箔表面与树脂在高温条件下反应,树脂可以充分渗透进铜箔表面的晶粒间。铜箔表面的粗糙结构和缓蚀膜决定了剥离强度值的大小。新的缓蚀剂加入到棕化溶液中,没有改变铜箔表面的粗糙结构。X射线光电子能谱表明剥离强度的大小与铜箔表面的氮元素的含量高低有关。铜箔经过含有X2缓蚀剂的棕化溶液处理后,铜箔表面的氮元素的含量最高,也得到了最高的剥离强度。运用正交实验测试新配方溶液的控制因子X2,硫酸,双氧水,温度对微蚀速率和剥离强度的影响。实验结果表明,X2达到5g/L后,已经满足提高剥离强度的要求,X2的浓度对微蚀速率和剥离强度的值影响不显著。硫酸浓度对微蚀速率和剥离强度的值影响也不显著。双氧水的浓度和温度对微蚀速率和剥离强度的值影响非常显著,相同处理时间下,高的微蚀速率可以获得高的剥离强度。在微蚀量为1.2-1.3μm的条件下,获得了新棕化工艺的最优化控制参数。本论文达到了预期的目标,并且对今后新型棕化溶液的开发研究提供了较好的参考价值。