印制電路板制造簡(jiǎn)易實(shí)用手冊(cè)

無(wú)論是選購(gòu)或者自配都必須進(jìn)行科學(xué)計(jì)算。正確的計(jì)算才能確保各種溶液的成分在工藝范圍內(nèi)，對(duì)確保產(chǎn)品質(zhì)量起到重要的作用。根據(jù)印制電路板生產(chǎn)的特點(diǎn)，提供六種計(jì)算方法供同行選用。

1．體積比例濃度計(jì)算： 

定義：是指溶質(zhì)(或濃溶液)體積與溶劑體積之比值。 

舉例：1：5硫酸溶液就是一體積濃硫酸與五體積水配制而成。

2．克升濃度計(jì)算： 

   定義：一升溶液里所含溶質(zhì)的克數(shù)。 

   舉例：100克硫酸銅溶于水溶液10升，問(wèn)一升濃度是多少?

   100/10=10克/升 

3．重量百分比濃度計(jì)算

定義：用溶質(zhì)的重量占全部溶液重理的百分比表示。

4．克分子濃度計(jì)算 

定義：一升中含1克分子溶質(zhì)的克分子數(shù)表示。符號(hào)：M、n表示溶質(zhì)的克分子數(shù)、V表示溶液的體積。

如：1升中含1克分子溶質(zhì)的溶液，它的克分子濃度為1M；含1／10克分子濃度為0.1M，依次類(lèi)推。 

5. 當(dāng)量濃度計(jì)算 

    定義：一升溶液中所含溶質(zhì)的克當(dāng)量數(shù)。符號(hào)：N(克當(dāng)量／升)。 

    當(dāng)量的意義：化合價(jià)：反映元素當(dāng)量的內(nèi)在聯(lián)系互相化合所得失電子數(shù)或共同的電子對(duì)數(shù)。這完全屬于自然規(guī)律。它們之間如化合價(jià)、原子量和元素的當(dāng)量構(gòu)成相表關(guān)系。 

元素=原子量/化合價(jià) 

舉例： 

 

   鈉的當(dāng)量＝23/1=23；鐵的當(dāng)量＝55.9/3=18.6 

   酸、堿、鹽的當(dāng)量計(jì)算法： 

    A　酸的當(dāng)量＝酸的分子量/酸分子中被金屬置換的氫原子數(shù)

    B　堿的當(dāng)量＝堿的分子量/堿分子中所含氫氧根數(shù)

    C　鹽的當(dāng)量＝鹽的分子量/鹽分子中金屬原子數(shù)金屬價(jià)數(shù)

6．比重計(jì)算 

   定義：物體單位體積所有的重量(單位：克/厘米3)。 

   測(cè)定方法：比重計(jì)。 

   舉例：

    A．求出100毫升比重為1．42含量為69％的濃硝酸溶液中含硝酸的克數(shù)?

   解：由比重得知1毫升濃硝酸重1．42克；在1．42克中69％是硝酸的重量，因此1毫升濃硝酸中 

硝酸的重量＝1.42×(60/100)=0.98(克) 

    B．設(shè)需配制25克／升硫酸溶液50升，問(wèn)應(yīng)量取比量1．84含量為98％硫酸多少體積?

   解：設(shè)需配制的50升溶液中硫酸的重量為W，則W＝25克／升 50＝1250克，由比重和百分濃度所知，1毫升濃硫酸中硫酸的重量為:1.84×(98/100)＝18(克)；則應(yīng)量取濃硫酸的體積1250/18＝69．4(毫升) 

   波美度與比重?fù)Q算方法：

    A．波美度= 144.3-(144.3/比重); B＝144.3/(144.3-波美度) 

第二章 電鍍常用的計(jì)算方法

　　在電鍍過(guò)程中，涉及到很多參數(shù)的計(jì)算如電鍍的厚度、電鍍時(shí)間、電流密度、電流效率的計(jì)算。當(dāng)然電鍍面積計(jì)算也是非常重要的，為了能確保印制電路板表面與孔內(nèi)鍍層的均勻性和一致性，必須比較精確的計(jì)算所有的被鍍面積。目前所采用的面積積分儀(對(duì)底片的板面積進(jìn)行計(jì)算)和計(jì)算機(jī)計(jì)算軟件的開(kāi)發(fā)，使印制電路板表面與孔內(nèi)面積更加精確。但有時(shí)還必須采用手工計(jì)算方法，下例公式就用得上。 

   鍍層厚度的計(jì)算公式：(厚度代號(hào)：d、單位：微米)d=(C×Dk×t×ηk)/60r 

   電鍍時(shí)間計(jì)算公式：（時(shí)間代號(hào)：t、單位：分鐘）t=(60×r×d)/(C×Dk×ηk) 

   陰極電流密度計(jì)算公式：（代號(hào)：、單位：安/分米2）ηk=(60×r×d)/(C×t×Dk) 

   陰極電流以效率計(jì)算公式：Dk=(60×r×d)/(C×t×Dk) 

第三章 沉銅質(zhì)量控制方法

　　化學(xué)鍍銅(Electroless Plating Copper)俗稱(chēng)沉銅。印制電路板孔金屬化技術(shù)是印制電路板制造技術(shù)的關(guān)鍵之一。嚴(yán)格控制孔金屬化質(zhì)量是確保最終產(chǎn)品質(zhì)量的前提，而控制沉銅層的質(zhì)量卻是關(guān)鍵。日常用的試驗(yàn)控制方法如下：

1．化學(xué)沉銅速率的測(cè)定：

　　使用化學(xué)沉銅鍍液，對(duì)沉銅速率有一定的技術(shù)要求。速率太慢就有可能引起孔壁產(chǎn)生空洞或針孔；而沉銅速率太快，將產(chǎn)生鍍層粗糙。為此，科學(xué)的測(cè)定沉銅速率是控制沉銅質(zhì)量的手段之一。以先靈提供的化學(xué)鍍薄銅為例，簡(jiǎn)介沉銅速率測(cè)定方法：

   (1)材料：采用蝕銅后的環(huán)氧基材，尺寸為100×100(mm)。

   (2)測(cè)定步驟：

    A. 將試樣在120-140℃烘1小時(shí)，然后使用分析天平稱(chēng)重W1(g)；

    B. 在350-370克／升鉻酐和208-228毫升／升硫酸混合液（溫度65℃）中腐蝕10分鐘，清水洗凈；

    C．在除鉻的廢液中處理(溫度30-40℃)3-5分鐘，洗干凈；

    D. 按工藝條件規(guī)定進(jìn)行預(yù)浸、活化、還原液中處理；

    E. 在沉銅液中(溫度25℃)沉銅半小時(shí)，清洗干凈；

    F. 試件在120-140℃烘1小時(shí)至恒重，稱(chēng)重W2(g)。

   (3) 沉銅速率計(jì)算：

    速率＝(W2-W1)104／8．93×10×10×0．5×2(μm)

   (4) 比較與判斷：

    把測(cè)定的結(jié)果與工藝資料提供的數(shù)據(jù)進(jìn)行比較和判斷。

    2．蝕刻液蝕刻速率測(cè)定方法

　　  通孔鍍前，對(duì)銅箔進(jìn)行微蝕處理，使微觀粗化，以增加與沉銅層的結(jié)合力。為確保蝕刻液的穩(wěn)定性和對(duì)銅箔蝕刻的均勻性，需進(jìn)行蝕刻速率的測(cè)定，以確保在工藝規(guī)定的范圍內(nèi)。

    (1)材料：0．3mm覆銅箔板，除油、刷板，并切成100×100(mm)；

    (2)測(cè)定程序：

     A．試樣在雙氧水(80-100克／升)和硫酸(160-210克／升)、溫度30℃腐蝕2分鐘，清洗、去離子水清洗干凈；

     B．在120-140℃烘1小時(shí)，恒重后稱(chēng)重W2(g)，試樣在腐蝕前也按此條件恒重稱(chēng)重W1(g)。

    (3)蝕刻速率計(jì)算

    速率＝(W1-W2)104／2×8．933T(μm／min)

    式中：s-試樣面積(cm2) T-蝕刻時(shí)間（min）

    (4)判斷：1-2μm/min腐蝕速率為宜。(1.5-5分鐘蝕銅270-540mg)。

    3．玻璃布試驗(yàn)方法

 　　  在孔金屬化過(guò)程中，活化、沉銅是化學(xué)鍍的關(guān)鍵工序。盡管定性、定量分析離子鈀和還原液可以反映活化還原性能，但可靠性比不上玻璃布試驗(yàn)。在玻璃布沉銅條件最苛刻，最能顯示活化、還原及沉銅液的性能。現(xiàn)簡(jiǎn)介如下：

    (1)材料：將玻璃布在10％氫氧化鈉溶液里進(jìn)行脫漿處理。并剪成50×50(mm),四周末端除去一些玻璃絲，使玻璃絲散開(kāi)。

    (2)試驗(yàn)步驟：

    A．將試樣按沉銅工藝程序進(jìn)行處理；

    B. 置入沉銅液中，10秒鐘后玻璃布端頭應(yīng)沉銅完全，呈黑色或黑褐色，2分鐘后全部沉上，3分鐘后銅色加深；對(duì)沉厚銅，10秒鐘后玻璃布端頭必須沉銅完全，30-40秒后，全部沉上銅。

    C．判斷：如達(dá)到以上沉銅效果，說(shuō)明活化、還原及沉銅性能好，反則差。

第四章 半固化片質(zhì)量檢測(cè)方法

　　預(yù)浸漬材料是由樹(shù)脂和載體構(gòu)成的的一種片狀材料。其中樹(shù)脂處于B-階段，溫度和壓力作用下，具有流動(dòng)性并能迅速地固化和完成粘結(jié)過(guò)程，并與載體一起構(gòu)成絕緣層。俗稱(chēng)半固化片或粘結(jié)片。為確保多層印制電路板的高可靠性及質(zhì)量的穩(wěn)定性，必須對(duì)半固片特性進(jìn)行質(zhì)量檢測(cè)（試層壓法）。半固化片特性包含層壓前的特性和層壓后特性?xún)刹糠?。層壓前的特性主要指：?shù)脂含量％、流動(dòng)性％、揮發(fā)物含量％和凝膠時(shí)間(S)。層壓后的特性是指：電氣性能、熱沖擊性能和可燃性等。為此，為確保多層印制電路板的高可靠姓和層壓工藝參數(shù)的穩(wěn)定性，檢測(cè)層壓前半固化片的特性是非常重要的。

    1．樹(shù)脂含量(％)測(cè)定：

    (1)試片的制作：按半固化片纖維方向：以45°角切成100×100(mm)小試塊；

    (2)稱(chēng)重：使用精確度為0．001克天平稱(chēng)重Wl(克)；

    (3)加熱：在溫度為566．14℃加熱燒60分鐘，冷卻后再進(jìn)行稱(chēng)量W2(克)；

    (4)計(jì)算： W1-W2 

    樹(shù)脂含量（％）=(W1-W2) /W1×100

    2. 樹(shù)脂流量(％)測(cè)定：

    (1)試片制作：按半固化片纖維方向，以45°角切成100×100(mm)數(shù)塊 約20克 試片；

    (2)稱(chēng)重：使用精確度為0．001克天平準(zhǔn)確稱(chēng)重W1(克)；

    (3)加熱加壓：按壓床加熱板的溫度調(diào)整到171±3℃，當(dāng)試片置入加熱板內(nèi)，施加壓力為14±2Kg／cm2以上，加熱加壓5分鐘，將流出膠切除并進(jìn)行 稱(chēng)量W2（克）；

    (4)計(jì)算：樹(shù)脂流量（%）=(W1-W2) /W1×100

    3. 凝膠時(shí)間測(cè)定：

    (1)試片制作：按半固化片纖維方向，以45°角切成50×50(mm)數(shù)塊(每塊約15克)；

    (2)加熱加壓：調(diào)整加熱板溫度為171±3℃、壓力為35Kg／cm2加壓時(shí)間15秒；

    (3)測(cè)定：試片從加壓開(kāi)始時(shí)間到固化時(shí)間至是測(cè)定的結(jié)果。

    4．揮發(fā)物含量側(cè)定：

    (1)試片制作：按半固化片纖維方向，以45°角切成100×100(mm)1塊；

    (2)稱(chēng)量：使用精確度為0．001克天平稱(chēng)重W1(克)；

    (3)加熱：使用空氣循環(huán)式恒溫槽，在163±3℃加熱15分鐘然后再用天平稱(chēng)重W2(克)；

    (4)計(jì)算：揮發(fā)分（%）=(W1-W2) /W1×100

第五章 常見(jiàn)電性與特性名稱(chēng)解釋

在印制電路板制造技術(shù)方面，涉及到的很多專(zhuān)用名詞和金屬性能，其中包括物理、化學(xué)．機(jī)械等?，F(xiàn)只介紹常用的有關(guān)電氣與物理，機(jī)械性能和相關(guān)方面的專(zhuān)用名詞解釋。 

   金屬的物理性質(zhì)：見(jiàn)表1：印制電路板制造常用金屬物理性質(zhì)數(shù)據(jù)表。 

   印制電路板制造常用鹽類(lèi)的金屬含量：見(jiàn)表2：常用鹽類(lèi)金屬含量數(shù)據(jù)表。 

  常用金屬電化當(dāng)量（見(jiàn)表3：電化當(dāng)量數(shù)據(jù)表） 

   一微米厚度鍍層重量數(shù)據(jù)表(見(jiàn)表4) 

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