随着电子产品朝着轻、薄、短、小以及多功能的方向发展,对印制电路板（Printed Circuit Board,PCB）的密度化和精细化提出了更高的要求。在多层板的制作过程中,改善多层板层间结合力一直是提升多层板品质的重点。棕化作为多层板制造的内层键合技术,具备工艺流程短、便于控制、安全高效等特点。棕化液主要由硫酸、双氧水和特定添加剂组成,棕化处理过程中氧化剂将Cu氧化成Cu₂O,与含N、O、S的杂环有机化合物在交联剂、增塑剂共同作用下在凹凸不平的带活性微观粗糙铜表面形成一层有机金属膜,层压过程中有机铜氧化膜层与树脂发生固化交联反应,以此来提高界面间结合力。本文从经济、绿色、环保的角度出发筛选到甲硫氨酸、腺嘌呤、组氨酸三种缓蚀剂。通过电化学测试法、量子化学计算、分子动力学模拟等方法研究在1 M H₂SO₄条件下,三种缓蚀剂对铜的缓蚀作用,并简要分析了缓蚀机理,在理论研究的基础上将其应用于棕化。具体研究内容及结论如下:（1）理论研究动电位极化测试表明三种缓蚀剂均是以阴极抑制为主的混合型缓蚀剂,阻止H⁺在电极表面的还原,同时抑制阳极铜的溶解过程中的电荷转移过程。电化学阻抗谱表明缓蚀剂的保护作用仅仅通过在金属铜表面形成保护膜,抑制其表面反应的活性位点,从而降低腐蚀反应速率,达到缓蚀目的。量子化学计算结果表明,甲硫氨酸分子的HOMO和LUMO集中在杂原子（S、O）;腺嘌呤分子的HOMO和LUMO较为均匀的分布在咪唑环、嘧啶环上,采取平铺模式吸附在铜表面;组氨酸分子的HOMO主要分布在咪唑环,而LUMO主要分布在杂原子（O、N）上。证明了三种化合物与金属铜表面的吸附作用,为后期应用于的棕化研究提供了理论依据。分子动力学模拟可知,在Cu（111）晶面上,三种缓蚀剂以尽可能大的接触面积、最优的形式吸附在铜表面。主要通过杂原子、咪唑环和嘧啶环平行的吸附在金属铜表面,与量化结果基本保持一致。（2）应用研究（1）棕化液配方研究。以棕化铜箔外观（均匀的棕褐色）、微蚀深度（1.4-1.8μm）和剥离强度综合效果为评价指标,运用单纯形优化法对棕化工艺条件进行优化。铜箔经过优化的新配方工艺处理后,与无铅基材树脂的剥离强度达到0.72 kg/cm以上;热性能方面,能够通过6次高温浸锡和6次无铅回流焊以及冷热冲击100循环测试无分层、起泡、爆板现象发生。（2）物理化学测试。SEM结果表明,棕化使铜表面由不光滑的、未有明显的咬蚀的片层状结构形成均匀的蜂窝状的粗糙结构。在5000的放大倍率下可观察到,颗粒间形成一定的空隙,较为紧密的聚集在一起,不同优化工艺间没有明显的差异。XRD测试表明,Cu（111）的晶面在压合过程中为主要起作用的面以及XPS分析可判断剥离时分层发生于有机铜氧化膜与铜基板的界面处;铜/树脂界面优异的结合力与N、O元素的含量有关,因其利于在金属表面Cu-N-O和Cu-O-C等化学键的形成,即在铜表面形成的有机金属氧化膜的成分对铜/树脂界面的粘结力起着至关重要的作用。