印制电路板电镀及层压化学类实用手册

电子工程师 2009-04-15 842
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布线技巧与EMC

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印制电路板电镀及层压化学类实用手册

印制电路板制造技术的飞速发展，促使广大从事印制电路板制造行业的人们，加快知识更新。为此，就必须掌握必要的新知识并与原有实用的科技成为工作必备的参考资料，更好地从事各种类型的科研工作。这本手册就是使从事高科技行业新生产者尽快地掌握与印制电路板制造技术相关的知识，更好的理解和应用印制电路板制造方面的所涉及到的实用技术基础知识，为全面掌握印制电路板制造的全过程和所涉及到科学试验提供必要的基础知识和手段。

溶液浓度计算方法
    * 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。
    * 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
(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?
      　　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：
    * 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：
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
    * 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)
电镀常用的计算方法
1.镀层厚度的计算公式：(厚度代号：d、单位：微米)d=(C×Dk×t×ηk)/60r
沉铜质量控制方法
(2)测定步骤：
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)。
蚀刻液蚀刻速率测定方法
(2)测定程序：
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)。
式中：s-试样面积(cm2)  T-蚀刻时间（min）
(2)试验步骤：
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。
半固化片质量检测方法
(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
(2)称重：使用精确度为0．001克天平准确称重W1(克)；
(3)加热加压：按压床加热板的温度调整到171±3℃，当试片置入加热板内，施加压力为14±2Kg／cm2以上，加热加压5分钟，将流出胶切除并进行   称量W2（克）；
(4)计算：树脂流量（%）=(W1-W2) /W1×100
(2)加热加压：调整加热板温度为171±3℃、压力为35Kg／cm2加压时间15秒；
(3)测定：试片从加压开始时间到固化时间至是测定的结果。
(2)称量：使用精确度为0．001克天平称重W1(克)；
(3)加热：使用空气循环式恒温槽，在163±3℃加热15分钟然后再用天平称重W2(克)；
(4)计算：挥发分（%）=(W1-W2) /W1×100
常见电性与特性名称解释
   2. 印制电路板制造常用盐类的金属含量：见表2：常用盐类金属含量数据表。
   3. 常用金属电化当量（见表3：电化当量数据表）
   4. 一微米厚度镀层重量数据表(见表4)
   5. 专用名词解释：
      (2)镀层内应力：电镀后，镀层产生的内应力使阴极薄片向阳极弯曲（张应力）或背向阳极弯曲(压应力)。
      (3)镀层延展性：金属或其它材料受到外力作用不发生裂纹所表现的弹性或塑性形变的能力称之。
      (4)镀层可焊性：在一定条件下，镀层易于被熔融焊料所润湿的特性。
      (5)模数：就是单位应变的能力，具有高系数的模数常为坚硬而延伸率极低的物质。
      (6)应变：或称伸长率为单位长度的伸长量。
      (7)介电常数：是聚合体的电容与空气或真空状态时电容的比值。
 
表1:印制电路板制造常用金属物理性质数据表
表2:常用盐类金属含量数据表
 
　
                         
 
 表3:电化当量数据表
 
表4
序号
金属镀层名称
金属镀层重量
　
mg/cm2
g/dm2
1
铜镀层
0.89
0.089
2
金镀层
1.94
0.194
3
镍镀层
0.89
0.089
4
镍镀层
0.73
0.073
5
钯镀层
1.20
0.120
6
铑镀层
1.25
0.125
 
 
常用化学药品性质
   2. 硝酸：HNO3-无色液体，比重15℃时1．526、沸点86℃。红色发烟硝酸是红褐色、苛性极强的透明液体，在空气中猛烈发烟并吸收水份。
   3. 盐酸：HCl-无色具有刺激性气味，在17℃时其比重为1．264(对空气而言)。沸点为-85．2。极易溶于水。
   4. 氯化金：红色晶体，易潮解。
   5. 硝酸银：AgNO3-无色菱形片状结晶，比重4．3551，208．5℃时熔融、灼热时分解。如没有有机物存在的情况下，见光不起作用，否则变黑。易溶于水和甘油。能溶于酒精、甲醇及异丙醇中。几乎不溶于硝酸中。有毒！
   6. 过硫酸铵：（NH4）2S2O8-无色甩时略带浅绿色的薄片结晶，溶于水。
   7. 氯化亚锡：SnCl2无色半透明的结晶物质(菱形晶系)比重3．95、241℃时熔融、603．25℃时沸腾。能溶于水、酒精、醚、丙酮、氮杂苯及醋酸乙酯中。在空气中相当稳定。
   8. 重铬酸钾：K2CrO7-橙红色无水三斜晶系的针晶或片晶，比重2．7，能溶于水。
   9. 王水：无色迅速变黄的液体，腐蚀性极强，有氯的气味。配制方法：3体积比重为1．19的盐酸与1体积比重为1．38-1．40的硝酸，加以混合而成。
  10. 活性炭：黑色细致的小粒(块)，其特点具有极多的孔洞。1克活性炭的表面积约在10或1000平方米之间，这就决定了活性炭具有高度的吸附性。
  11. 氯化钠：NaCl-白色正方形结晶或细小的结晶粉末，比重2. 1675，熔点800℃、沸点1440℃。溶于水而不溶酒精。
  12. 碳酸钠：Na2CO3·10H2O-无色透明的单斜晶系结晶，比重1．5；溶于水，在34℃时具有最大的溶解度。
  13. 氢氧化钠：NaOH-无色结晶物质，比重2．20，在空气中很快地吸收二氧化炭及水份．潮解后变成碳酸钠。易溶于水。
  14. 硫酸铜：CuSO4·5H2O-三斜晶系的蓝色结晶，比重2．29。高于100℃时即开始失去结晶水。220℃时形成无水硫酸铜，它是白色粉末，比重3．606，极易吸水形成水化物。
  15. 硼酸：H3BO3-是六角三斜晶白色小磷片而有珠光，比重为1．44。能溶于水、酒精(4％)、甘油及醚中。
  16. 氰化钾：KCN-无色结晶粉末：比重1．52，易溶于水中。有毒！
  17. 高猛酸钾：KnMO4-易形成浅红紫色近黑色的菱形结晶，具有金属光泽，比重2.71。能溶于水呈深紫色、十分强的氧化剂。
  18. 过氧化氢：H2O2-无色稠液体，比重1.465(0℃时)，具有弱的酸性反应。
  19. 氯化钯：PdCl2·2H2O-红褐色的菱形结晶，易失水。
  20. 氢氟酸：HF-易流动的、收湿性强的无色液体，比重在12．8℃时0．9879。在空气中发烟。其蒸汽具有十公强烈的腐蚀性及毒性！
  21. 碱式碳酸铜：CuC03·Cu(OH)2-浅绿色细小颗粒的无定形粉末，比重3．36-4．03。不溶于水，而溶于酸。也能溶于氰化物、铵盐及碱金属碳酸盐的水溶液中而形成铜的络合物。
  22. 重铬酸铵：（NH4）Cr2O7-橙红色单斜晶系结晶。比重2．15。易溶于水及酒精。
  23. 氨水：氨水是无色液体，比水轻具有氨的独特气味和强碱性反应。
  24. 亚铁氰化钾(黄血盐)：K4Fe(CN)6·3H2O-浅黄色的正方形小片或八面体结晶，比重1．88。在空气中稳定。
  25. 铁氰化钾（赤血盐）：K3Fe(CN)6-深红色菱形结晶：比重1．845。能溶于水，水溶液遇光逐渐分解而形成K4Fe(CN)6。在碱性介质中为强氧化剂。
   2. 刚果试纸：在酸性介质中变蓝，而在碱性介质中变红(在PH＝2—3时，则由蓝色转变成红色。
   3. 石蕊试纸：为浅蓝紫色(蓝色)或紫玫瑰色(红色〕的试纸，其颜色遇酸性介质变蓝色而遇碱性介质变成红色。PH＝6-7时则产生颜色变化。
   4. 醋酸铅试纸：遇硫化氢即变黑(形成硫化铅)，可以用来检查微量的硫化氢。
   5. 酚酞试纸：白色酚酞试纸在碱性介质中则变为深红色。
   6. 橙黄I试纸：在酸性介质中则变为玫瑰色红色，酸值在1．3-3. 2的范围内，则则由红色转变为黄色。
常用单位换算
(2)1OZ／gal＝7.49g／1；
(3)1ASF＝0.1075A／dm2；
(4)1psi=0.0704Kg／cm2；
(5)1ft2＝12in；
(6)1mil＝25.4μm；
(7)1in＝2.54Cm＝25.4gmm；
(8)1Ib＝453．6g；
(9)1Ib=16oz；
(10)1gal＝3.8573 1；
(11)1ft2＝929cm2＝0.0929m2；
(12)1m2＝10.76ft2
 
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