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印制电路板制造简易实用手册
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印制电路板制造简易实用手册

作者:
来源:
百能网
发布时间:
2014/07/28 00:00
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第一章 溶液浓度计算方法 

印制电路板制造技术,各种溶液占了很大的比重,对印制电路板的最终产品质量起到关键的作用。无论是选购或者自配都必须进行科学计算。正确的计算才能确保各种溶液的成分在工艺范围内,对确保产品质量起到重要的作用。根据印制电路板生产的特点,提供六种计算方法供同行选用。 

1.体积比例浓度计算: 

定义:是指溶质(或浓溶液)体积与溶剂体积之比值。 
举例:1:5硫酸溶液就是一体积浓硫酸与五体积水配制而成。 

2.克升浓度计算: 

定义:一升溶液里所含溶质的克数。 
举例:100克硫酸铜溶于水溶液10升,问一升浓度是多少? 
  100/10=10克/升 

3.重量百分比浓度计算 

(1)定义:用溶质的重量占全部溶液重理的百分比表示。 
(2)举例:试求3克碳酸钠溶解在100克水中所得溶质重量百分比浓度? 

4.克分子浓度计算 

定义:一升中含1克分子溶质的克分子数表示。符号:M、n表示溶质的克分子数、V表示溶液的体积。 
如:1升中含1克分子溶质的溶液,它的克分子浓度为1M;含1/10克分子浓度为0.1M,依次类推。 
举例:将100克氢氧化钠用水溶解,配成500毫升溶液,问这种溶液的克分子浓度是多少? 
解:首先求出氢氧化钠的克分子数: 

5. 当量浓度计算 

定义:一升溶液中所含溶质的克当量数。符号:N(克当量/升)。 
当量的意义:化合价:反映元素当量的内在联系互相化合所得失电子数或共同的电子对数。这完全属于自然规律。它们之间如化合价、原子量和元素的当量构成相表关系。 
元素=原子量/化合价 
举例: 
钠的当量=23/1=23;铁的当量=55.9/3=18.6 
酸、碱、盐的当量计算法: 
A 酸的当量=酸的分子量/酸分子中被金属置换的氢原子数 
B 碱的当量=碱的分子量/碱分子中所含氢氧根数 
C 盐的当量=盐的分子量/盐分子中金属原子数金属价数 

6.比重计算 

定义:物体单位体积所有的重量(单位:克/厘米3)。 
测定方法:比重计。 
举例: 
A.求出100毫升比重为1.42含量为69%的浓硝酸溶液中含硝酸的克数? 
解:由比重得知1毫升浓硝酸重1.42克;在1.42克中69%是硝酸的重量,因此1毫升浓硝酸中 
硝酸的重量=1.42×(60/100)=0.98(克) 
B.设需配制25克/升硫酸溶液50升,问应量取比量1.84含量为98%硫酸多少体积? 
解:设需配制的50升溶液中硫酸的重量为W,则W=25克/升 50=1250克 
由比重和百分浓度所知,1毫升浓硫酸中硫酸的重量为:1.84×(98/100)=18(克);则应量取浓硫酸的体积1250/18=69.4(毫升) 
波美度与比重换算方法: 
A.波美度= 144.3-(144.3/比重); B=144.3/(144.3-波美度) 

第二章 电镀常用的计算方法 

在电镀过程中,涉及到很多参数的计算如电镀的厚度、电镀时间、电流密度、电流效率的计算。当然电镀面积计算也是非常重要的,为了能确保印制电路板表面与孔内镀层的均匀性和一致性,必须比较精确的计算所有的被镀面积。目前所采用的面积积分仪(对底片的板面积进行计算)和计算机计算软件的开发,使印制电路板表面与孔内面积更加精确。但有时还必须采用手工计算方法,下例公式就用得上。 

镀层厚度的计算公式:(厚度代号:d、单位:微米)d=(C×Dk×t×ηk)/60r 
电镀时间计算公式:(时间代号:t、单位:分钟)t=(60×r×d)/(C×Dk×ηk) 
阴极电流密度计算公式:(代号:、单位:安/分米2)ηk=(60×r×d)/(C×t×Dk) 
阴极电流以效率计算公式:Dk=(60×r×d)/(C×t×Dk) 

第三章 沉铜质量控制方法 

化学镀铜(Electroless Plating Copper)俗称沉铜。印制电路板孔金属化技术是印制电路板制造技术的关键之一。严格控制孔金属化质量是确保最终产品质量的前提,而控制沉铜层的质量却是关键。日常用的试验控制方法如下: 

1.化学沉铜速率的测定: 

使用化学沉铜镀液,对沉铜速率有一定的技术要求。速率太慢就有可能引起孔壁产生空洞或针孔;而沉铜速率太快,将产生镀层粗糙。为此,科学的测定沉铜速率是控制沉铜质量的手段之一。以先灵提供的化学镀薄铜为例,简介沉铜速率测定方法: 

(1)材料:采用蚀铜后的环氧基材,尺寸为100×100(mm)。 
(2)测定步骤: 

A. 将试样在120-140℃烘1小时,然后使用分析天平称重W1(g); 
B. 在350-370克/升铬酐和208-228毫升/升硫酸混合液(温度65℃)中腐蚀10分钟,清水洗净; 
C.在除铬的废液中处理(温度30-40℃)3-5分钟,洗干净; 
D. 按工艺条件规定进行预浸、活化、还原液中处理; 
E. 在沉铜液中(温度25℃)沉铜半小时,清洗干净; 
F. 试件在120-140℃烘1小时至恒重,称重W2(g)。 

(3) 沉铜速率计算: 

速率=(W2-W1)104/8.93×10×10×0.5×2(μm) 

(4) 比较与判断: 

把测定的结果与工艺资料提供的数据进行比较和判断。 

2.蚀刻液蚀刻速率测定方法 

通孔镀前,对铜箔进行微蚀处理,使微观粗化,以增加与沉铜层的结合力。为确保蚀刻液的稳定性和对铜箔蚀刻的均匀性,需进行蚀刻速率的测定,以确保在工艺规定的范围内。 

(1)材料:0.3mm覆铜箔板,除油、刷板,并切成100×100(mm); 
(2)测定程序: 

A.试样在双氧水(80-100克/升)和硫酸(160-210克/升)、温度30℃腐蚀2分钟,清洗、去离子水清洗干净; 
B.在120-140℃烘1小时,恒重后称重W2(g),试样在腐蚀前也按此条件恒重称重W1(g)。 

(3)蚀刻速率计算 

速率=(W1-W2)104/2×8.933T(μm/min) 
式中:s-试样面积(cm2) T-蚀刻时间(min) 

(4)判断:1-2μm/min腐蚀速率为宜。(1.5-5分钟蚀铜270-540mg)。 

3.玻璃布试验方法 

在孔金属化过程中,活化、沉铜是化学镀的关键工序。尽管定性、定量分析离子钯和还原液可以反映活化还原性能,但可靠性比不上玻璃布试验。在玻璃布沉铜条件最苛刻,最能显示活化、还原及沉铜液的性能。现简介如下: 

(1)材料:将玻璃布在10%氢氧化钠溶液里进行脱浆处理。并剪成50×50(mm),四周末端除去一些玻璃丝,使玻璃丝散开。 
(2)试验步骤: 

A.将试样按沉铜工艺程序进行处理; 
B. 置入沉铜液中,10秒钟后玻璃布端头应沉铜完全,呈黑色或黑褐色,2分钟后全部沉上,3分钟后铜色加深;对沉厚铜,10秒钟后玻璃布端头必须沉铜完全,30-40秒后,全部沉上铜。 
C.判断:如达到以上沉铜效果,说明活化、还原及沉铜性能好,反则差。 

第四章 半固化片质量检测方法 

预浸渍材料是由树脂和载体构成的的一种片状材料。其中树脂处于B-阶段,温度和压力作用下,具有流动性并能迅速地固化和完成粘结过程,并与载体一起构成绝缘层。俗称半固化片或粘结片。为确保多层印制电路板的高可靠性及质量的稳定性,必须对半固片特性进行质量检测(试层压法)。半固化片特性包含层压前的特性和层压后特性两部分。层压前的特性主要指:树脂含量%、流动性%、挥发物含量%和凝胶时间(S)。层压后的特性是指:电气性能、热冲击性能和可燃性等。为此,为确保多层印制电路板的高可靠姓和层压工艺参数的稳定性,检测层压前半固化片的特性是非常重要的。 

1.树脂含量(%)测定: 

(1)试片的制作:按半固化片纤维方向:以45°角切成100×100(mm)小试块; 
(2)称重:使用精确度为0.001克天平称重Wl(克); 
(3)加热:在温度为566.14℃加热烧60分钟,冷却后再进行称量W2(克); 
(4)计算: W1-W2 

树脂含量(%)=(W1-W2) /W1×100