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印制电路板制造简易实用手册

发布时间：

2022-11-03 10:29

第一章 溶液浓度计算方法 

在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 

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