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1、筹建电路板厂规划及实施一、筹建程序及内容（一）、确定产品种类、品质要求、设计产能。（二）根据（一）项要求作投资计划或按计划投资确定（一）项、相互调整。投资计划包括： 1、环保工程（废水、废气、噪音）；2、设备选型；3、厂房、宿舍及装修；4、用水工程；5、用电工程；6、用气工程；7、室内环境控制；8、辅助工个配置；9、办公设施费用；10、消防设施GaAsIC；11、办理建厂手续费用；12、配套周边设备预；13、物料计划及人工；14、流动资金预算；15、备用资金预计。1、 环保工程：（相当重要、必不可少、否则不可能批准建厂）根据当地法规、废水、废气排放标准、噪音控制标准、设计废水、废气、噪音处理方
2、案、作工程预算、（含当地环保机构对环境影响评估费用、监测、验收费用）。（1） 废水处理工程：根据工艺流程、确定待处理废水类别、分类处理、作工程预算。通常分类如下：A 、油墨废水（COD）;显影机、翻洗板、洗网及内层蚀板等产生；（处理方式：入酸化池 反应池（加Ca(OH)2、PAC） 综合调节池 斜板沉淀 过滤器 排放池 外排污泥浓缩池 板框压渣机 排渣、B、 重金属离子水（Cu,Ni,Sn）:沉铜、电镀线等产生； （处理方式：直接进入综合调节池、之后同上）C、络合物废水：（铜氨络合物、含氰化合物EDTA）;蚀刻、微蚀、镀金产生；（处理方式：先通过氯碱法破氰、再加CaCL2,破络合物再进入综合调
3、节池、之后同上）D、火山灰废水：干、湿菲林磨板机产生；（处理方式：入火山灰沉淀池、再经综合调节池）E、铜粉废水：粗、细磨板机产生（一般可采用机边装铜粉回收机）：F、铜氨废母液：蚀刻产生(一般装桶或池由回收公司回收；)G、含金、氰废母液：镀金产生（由回收公司回收）；（2） 废气处理工程：可按当地环境要求选择如下两个方案：方案一：要求不高、分类选择性处理或直排。A、 电镀夹棍退镀产生废气、用废气处理塔循环水喷淋、吸收、再抽至屋顶；B、 碱性蚀刻氨气处理：同上；C、 沉铜、电镀车间废气：用循环水喷淋吸收、加装较大功率防腐离心风机、设置防腐风 管、局部位置加装轴流排气扇、抽至屋顶；D、喷锡（热风整平）
4、、炉产生废气；接驳防腐离心风机、风管抽到屋顶；E、 尘埃：钻机、锣机、V-cut机、加装吸尘机抽吸、定时集中外运；方案二:要求较高、所有废气集中处理、即将电镀线、沉铜线、喷锡、内外层蚀刻、退铅锡、黑化线、显影机、炉等各类设备抽气管道集中统一经过喷淋系统、吸收后水排放到污水池处理。风机配置：一般按不同车间要求、每小时换气次数、空间计算需求排气量、风管流速按10米/秒计。换气次数通常取：1、 沉铜、电镀、蚀刻车间：10次/小时2、 冲板、磨板车间：8次/小时（3） 噪音：A、 视当地供电情况定是否自备发电机、按噪音控制标准设置发电机消声系统、达到要求：B、 冲床合理布置、减少对外影响；C、 磨钢板
5、（内层）、去毛刺、手锣等工序考虑布置须否密封、员工配戴耳罩；2、 设备选型： 根据产品种类、品质要求、产能及相应工艺流程、选定设备类型及数量、作设备清单（含产地）及设备费用预算。A、 采用全自动生产线；B、 采用分段生产、人工传送；C、 沉铜、电镀采用自动线或手动线；D、压板车间是否采用自动传送装置；E、 喷锡采用垂直机或水平机；3、 厂房、宿舍装修：（考虑风向及四季之变化）A、厂房根据选定设备种类、数量进行设计面积、柱距、层高或选择性租用、以便用效合理利用、同时作出厂房投资预算。B、宿舍根据设计产能计划人手需求而确定面积进行新建或租用、同时作宿舍投资预算（含饭堂及相应设施、宿舍内配置）。C、
6、按同时作出之LAYOUT进行预算厂房、宿舍装修工程费用（须确定内部格局、间墙方式、使用材料等）D、特殊车间装修：（1） 天花：D/F、W/F、菲林房等车间对温湿度、洁净度要求高、可采用隔热性能好、又无尘之材料、如彩钢板等；一般要求可采用塑料扣板、通常不宜用石棉或石膏板。（2） 地面：D/F、W/F、菲林房等需考虑防尘、防静电地面、湿流程及磨板、显影机地台、废水池或沟均需考虑防腐层。4、 用水工程： A,视当地自来水供应情况、是否设备储水池（容积视产能计算用水需求而定）、各车间给排水管件安装工程等预算。B、纯水设备预算:按产能计算纯水用量、设计纯水机通常含石英砂过滤活性碳过滤阴、阳离子交换床（含
7、再生系统）储水池或罐。纯水要求一般电阻率2M.CM.即电导率0.5us/cm.C、冰水设备预：根据设备清单、作冰水机、冷却塔配置及相应管件费用预算（通常：蚀刻机。、曝光机、显影机、电镀、电锡、退锡等需用冰水控制温度）。5、 用电工程：A,视当地电力供应情况：是否自行购置发电机、发电机选择按总用电需求尽量用大功率发电机、油耗低、但一般按两台以上配置便于检修、减少影响；用市电需了解增容费、变压器、配电柜进线电缆等费用及分担对象。B、配电柜需配置无功补偿电容：一般要求电容配置有功功率之30-40、即如：500KVA变压器（满负荷有功功率为400KW）,配120-160千瓦电容、便可达到功率因素COS
8、0.9之要求、也可视实际负荷有功率阶段性配置电容、减小一次性投资。C、车间电器、电线配置：按LAYOUT之设备位置确定用电量分布、尽量均匀分配多组出线。6、 用气工程。 根据设备清单确定全厂用气量、气压（7-8kg/cm2）选定空压机、储气罐、干燥机（含过滤器）、作出用气设备及管道安装工程预算、储气罐及干燥机位置接驳方式有：（管道接驳要求尽量循环连通、留排水口阀）。A、空压机 干燥机 气罐 用气设备（空压机出气温度高、对于燥机寿命影响大）。B、空压机 干燥机 气罐 用气设备（直接从干燥机出气、用气稳定性、均匀性差）。C、空压机 气罐 干燥机 气罐 用电设备（增多一个气罐、以上两点均可避免）（一
9、般50HP空压机气量约5.1m3/min、配1m3储气罐即可）。7、 室内环境控制：A,写字楼冷气工程预算B、特殊车间（菲林房、网房、低温仓、W/F、D/F房、钻房、CNC锣房、溯试房、化验室、物理实验室、QC车间等）通常要求温度2020C、部分车间要求湿度50-70、并根据产品品质要求、如菲林房、D/F房等是否要求恒温恒湿、防尘等级、防静电等级、防紫外线设施。D、各车间均需考虑加设鲜风系统。由以上几项可作出空调、恒温恒湿系统、加湿或抽湿机、鲜风系统工程预算。8、 辅助工具配置：如：运输车仔、检测工具、生产修理工具、设备安装维修工具、插板架或车、放板台或架、QC光台、椅等。其中插板架、车、放板
10、台或架、QC光台、椅等设计、尤其须注意尽可能方便操作、以最简单的动作去完成要求的生产过程。9、 办公设施预算：如：办公室私、电话、传真、电脑、复印机等。10、 消防设施：A、 消防栓、灭火器、应急灯、紧急指示灯、牌等。B、 设独立酸碱等危险品仓库、装设防爆灯、抽气扇。C、 LAYOUT须考虑消防走火通道、出口等。D、消防要求严格地区需设火警自动喷淋系统。11、 办理建厂手续费用如：执照、海关等、按注册资金及当地相关法规预算。12、 配套周边设备预算。如、物理实验室仪器、仪表、化验室仪器、电镀线、过滤泵、火牛、电镀夹棍、搅拌机、钻钉机、退钉机、束钉机、掏孔机、加热管、钛蓝及袋、药水自动添加系统、
11、磨胶刮机、吸尘机等。13、 物料计划（开拉用量预算）及人工。A,主材：覆铜板、油墨、干膜、菲林、钻嘴、锣刀、测试针、Cu角、Ni角、锡条、金盐、电镀、沉铜药水及其它化工原料。B、辅材：制网原料类、胶纸类、劳保用品类、包装用品类。C、人工费：按产能估算人手配置、据当地及行业工资水平预算。14、 流动资金预算： 根据供应商和客户两方面供货、交货之付款、收款数期及预计产值进行备用流动周转资金预算。15、 备用资金：其它不可预计、突发事件备用资金。二、LAYOUT制作要点 上述投资计划部分内容须按LAYOUT进行调整、修正。（PIE之精髓所在、即以最简单方式、最低成本、达到要求的结果。在LAYOUT制
12、作上可得到充分体现。进行LAYOUT注意要点：按先后工序、估算务工序所需面积、分区、分楼层布置、参考后述因素反复、多次修正、调整、直至最佳。1、 根据电镀线、钻锣机、压板机等占地面积较大设备确定厂房柱距、进设备通道宽度、充分合理利用。2、 根据电镀线、冲床、压板机等较高设备确定相应层高、进设备通道高度。3、 磨板、显影、沉铜、蚀刻、黑化、电镀、洗板、洗网等车间位置需考虑通风及废气处理方位、同时与废水处理站尽量靠近、节省排水管道及减小排水坡度、可减少车间与废水站地面高差、通常将湿制程布置于底层。4、 纯水处理设备尽量与用纯水量大之湿制程车间靠近。5、 化验室尽量靠近湿制程车间。6、 物理实验室（
13、IQC）尽量靠近材料仓、材料仓多设于底层。7、 菲林房、网房尽量靠近D/F、W/F房。8、 工模存放及修理区尽量靠近冲床车间。9、 测试架制作及存放尽量靠近测试房。10、 维修部尽量靠近配电房、发电房、空压机房。11、 见工室尽量靠近大门入口处。12、 酸碱等危险品仓需独立于车间外、同时尽量不太远离湿流程车间。13、 按设备尺寸考虑电梯荷载及尺寸。14、 员工上、下班打卡、排队位置预留、该出入口、进出货物门口、客户出入口（即大门口）尽可能独立分开。15、 大门口附近尽可能布置环境好之车间。16、 各工序之间运输距离尽可能最短、减少重复运输。17、 车间间隔尽可能增大透明度、一目了然。18、 减
14、少设备间影响、如冲床尽量与钻锣机远离；钻锣机尽量与湿流程车间远离。19、 合理设置消防通道、参观通道、运输通道。20、 全面考虑可能扩建时、调整更改LAYOUT工程尽量小。三、实施进度表1、 厂房、宿舍及装修时间表。2、 设备、物料取得时间表。3、 人员到位时间及培训计划。4、 综合以上各类进度表便于资金调控。四、执行及监督 依实际所需进行修正、组建小组执行及监督进度与执行状况。PCB设计中的注意事项作为一个电子工程师设计电路是一项必备的硬功夫，但是原理设计再完美，如果电路板设计不合理性能将大打折扣，严重时甚至不能正常工作。根据我的经验，我总结出以下一些设计中应该注意的地方，希望能对您有所启示
15、。 不管用什幺软件，设计有个大致的程序，按顺序来会省时省力，因此我将按制作流程来介绍一下。（由于界面风格与视窗接近，操作习惯也相近，且有强大的仿真功能，使用的人比较多，将以此软件作说明。）原理图设计是前期准备工作，经常见到初学者为了省事直接就去画板了，这样将得不偿失，对简单的板子，如果熟练流程，不妨可以跳过。但是对于初学者一定要按流程来，这样一方面可以养成良好的习惯，另一方面对复杂的电路也只有这样才能避免出错。在画原理图时，层次设计时要注意各个文件最后要连接为一个整体，这同样对以后的工作有重要意义。由于，软件的差别有些软件会出现看似相连实际未连（电气性能上）的情况。如果不用相关检测工具检测，万
16、一出了问题，等板子做好了才发现就晚了。因此一再强调按顺序来做的重要性，希望引起大家的注意。原理图是根据设计的项目来的，只要电性连接正确没什幺好说的。下面我们重点讨论一下具体的制板程序中的问题。、制作物理边框封闭的物理边框对以后的组件布局、走线来说是个基本平台，也对自动布局起着约束作用，否则，从原理图过来的组件会不知所措的。但这里一定要注意精确，否则以后出现安装问题麻烦可就大了。还有就是拐角地方最好用圆弧，一方面可以避免尖角划伤工人，同时又可以减轻应力作用。以前我的一个产品老是在运输过程中有个别机器出现面壳板断裂的情况，改用圆弧后就好了。、组件和网络的引入把组件和网络引人画好的边框中应该很简单，
17、但是这里往往会出问题，一定要细心地按提示的错误逐个解决，不然后面要费更大的力气。这里的问题一般来说有以下一些： 组件的封装形式找不到，组件网络问题，有未使用的组件或管脚，对照提示这些问题可以很快搞定的。、组件的布局组件的布局与走线对产品的寿命、稳定性、电磁兼容都有很大的影响，是应该特别注意的地方。一般来说应该有以下一些原则：放置顺序先放置与结构有关的固定位置的元器件，如电源插座、指示灯、开关、连接件之类，这些器件放置好后用软件的功能将其锁定，使之以后不会被误移动。再放置线路上的特殊组件和大的元器件，如发热组件、变压器、IC等。最后放置小器件。注意散热 组件布局还要特别注意散热问题。对于大功率电
18、路，应该将那些发热组件如功率管、变压器等尽量靠边分散布局放置，便于热量散发，不要集中在一个地方，也不要高电容太近以免使电解液过早老化。、布线布线原则走线的学问是非常高深的，每人都会有自己的体会，但还是有些通行的原则的。高频数字电路走线细一些、短一些好大电流信号、高电压信号与小信号之间应该注意隔离（隔离距离与要承受的耐压有关，通常情况下在2时板上要距离2mm，在此之上以比例算还要加大，例如若要承受的耐压测试，则高低压线路之间的距离应在3.5以上，许多情况下为避免爬电，还在印制线路板上的高低压之间开槽。）两面板布线时，两面的导线宜相互垂直、斜交、或弯曲走线，避免相互平行，以减小寄生耦合；作为电路的
19、输人及输出用的印制导线应尽量避兔相邻平行，以免发生回授，在这些导线之间最好加接地线。走线拐角尽可能大于度，杜绝度以下的拐角，也尽量少用度拐角同是地址线或者数据线，走线长度差异不要太大，否则短线部分要人为走弯线作补偿走线尽量走在焊接面，特别是通孔工艺的尽量少用过孔、跳线单面板焊盘必须要大，焊盘相连的线一定要粗，能放泪滴就放泪滴，一般的单面板厂家质量不会很好，否则对焊接和都会有问题大面积敷铜要用网格状的，以防止波焊时板子产生气泡和因为热应力作用而弯曲，但在特殊场合下要考虑的流向，大小，不能简单的用铜箔填充了事，而是需要去走线元器件和走线不能太靠边放，一般的单面板多为纸质板，受力后容易断裂，如果在边
20、缘连线或放元器件就会受到影响必须考虑生产、调试、维修的方便性对模拟电路来说处理地的问题是很重要的，地上产生的噪声往往不便预料，可是一旦产生将会带来极大的麻烦，应该未雨绸缎。对于功放电路，极微小的地噪声都会因为后级的放大对音质产生明显的影响；在高精度转换电路中，如果地线上有高频分量存在将会产生一定的温漂，影响放大器的工作。这时可以在板子的角加退藕电容，一脚和板子上的地连，一脚连到安装孔上去（通过螺钉和机壳连），这样可将此分量虑去，放大器及也就稳定了。另外，电磁兼容问题在目前人们对环保产品倍加关注的情况下显得更加重要了。一般来说电磁信号的来源有个：信号源，辐射，传输线。晶振是常见的一种高频信号源，
21、在功率谱上晶振的各次谐波能量值会明显高出平均值。可行的做法是控制信号的幅度，晶振外壳接地，对干扰信号进行屏蔽，采用特殊的滤波电路及器件等。需要特别说明的是蛇形走线，因为应用场合不同其作用也是不同的，在电脑的主板中用在一些时钟信号上，如 、-，它的作用有两点：、阻抗匹配 、滤波电感。对一些重要信号，如 架构中的，一共根，频率可达，要求必须严格等长，以消除时滞造成的隐患，这时，蛇形走线是唯一的解决办法。 一般来讲，蛇形走线的线距倍的线宽；若在普通PCB板中，除了具有滤波电感的作用外，还可作为收音机天线的电感线圈等等。、调整完善完成布线后，要做的就是对文字、个别组件、走线做些调整以及敷铜（这项工作不
22、宜太早，否则会影响速度，又给布线带来麻烦），同样是为了便于进行生产、调试、维修。敷铜通常指以大面积的铜箔去填充布线后留下的空白区，可以铺的铜箔，也可以铺的铜箔（但这样一旦短路容易烧毁器件，最好接地，除非不得已用来加大电源的导通面积，以承受较大的电流才接）。包地则通常指用两根地线（）包住一撮有特殊要求的信号线，防止它被别人干扰或干扰别人。如果用敷铜代替地线一定要注意整个地是否连通，电流大小、流向与有无特殊要求，以确保减少不必要的失误。、检查核对网络有时候会因为误操作或疏忽造成所画的板子的网络关系与原理图不同，这时检察核对是很有必要的。所以画完以后切不可急于交给制版厂家，应该先做核对，后再进行后续
23、工作。、使用仿真功能完成这些工作后，如果时间允许还可以进行软件仿真。特别是高频数字电路，这样可以提前发现一些问题，大大减少以后的调试工作量。PCB印刷线路板简介PCB是英文(Printed Circuie Board)印制线路板的简称。通常把在绝缘材上，按预定设计，制成印制线路、印制元件或两者组合而成的导电图形称为印制电路。而在绝缘基材上提供元器件之间电气连接的导电图形，称为印制线路。这样就把印制电路或印制线路的成品板称为印制线路板，亦称为印制板或印制电路板。PCB几乎我们能见到的电子设备都离不开它，小到电子手表、计算器、通用电脑，大到计算机、通迅电子设备、军用武器系统，只要有集成电路等电子无
24、器件，它们之间电气互连都要用到PCB。它提供集成电路等各种电子元器件固定装配的机械支撑、实现集成电路等各种电子元器件之间的布线和电气连接或电绝缘、提供所要求的电气特性，如特性阻抗等。同时为自动锡焊提供阻焊图形；为元器件插装、检查、维修提供识别字符和图形。PCB是如何制造出来的呢？我们打开通用电脑的健盘就能看到一张软性薄膜（挠性的绝缘基材），印上有银白色（银浆）的导电图形与健位图形。因为通用丝网漏印方法得到这种图形，所以我们称这种印制线路板为挠性银浆印制线路板。而我们去电脑城看到的各种电脑主机板、显卡、网卡、调制解调器、声卡及家用电器上的印制电路板就不同了。它所用的基材是由纸基（常用于单面）或玻
25、璃布基（常用于双面及多层），预浸酚醛或环氧树脂，表层一面或两面粘上覆铜簿再层压固化而成。这种线路板覆铜簿板材，我们就称它为刚性板。再制成印制线路板，我们就称它为刚性印制线路板。单面有印制线路图形我们称单面印制线路板，双面有印制线路图形，再通过孔的金属化进行双面互连形成的印制线路板，我们就称其为双面板。如果用一块双面作内层、二块单面作外层或二块双面作内层、二块单面作外层的印制线路板，通过定位系统及绝缘粘结材料交替在一起且导电图形按设计要求进行互连的印制线路板就成为四层、六层印制电路板了，也称为多层印制线路板。现在已有超过100层的实用印制线路板了。PCB的生产过程较为复杂，它涉及的工艺范围较广，
26、从简单的机械加工到复杂的机械加工，有普通的化学反应还有光化学电化学热化学等工艺，计算机辅助设计CAM等多方面的知识。而且在生产过程中工艺问题很多而且会时时遇见新的问题而部分问题在没有查清原因问题就消失了，由于其生产过程是一种非连续的流水线形式，任何一个环节出问题都会造成全线停产或大量报废的后果，印刷线路板如果报废是无法回收再利用的，工艺工程师的工作压力较大，所以许多工程师离开了这个行业转到印刷线路板设备或材料商做销售和技术服务方面的工作。为进一认识PCB我们有必要了解一下通常单面、双面印制线路板及普通多层板的制作工艺，于加深对它的了解。单面刚性印制板：单面覆铜板下料（刷洗、干燥）钻孔或冲孔网印
27、线路抗蚀刻图形或使用干膜固化检查修板蚀刻铜去抗蚀印料、干燥刷洗、干燥网印阻焊图形（常用绿油）、UV固化网印字符标记图形、UV固化预热、冲孔及外形电气开、短路测试刷洗、干燥预涂助焊防氧化剂（干燥）或喷锡热风整平检验包装成品出厂。双面刚性印制板：双面覆铜板下料叠板数控钻导通孔检验、去毛刺刷洗化学镀（导通孔金属化）（全板电镀薄铜）检验刷洗网印负性电路图形、固化（干膜或湿膜、曝光、显影）检验、修板线路图形电镀电镀锡（抗蚀镍/金）去印料（感光膜）蚀刻铜（退锡）清洁刷洗网印阻焊图形常用热固化绿油（贴感光干膜或湿膜、曝光、显影、热固化，常用感光热固化绿油）清洗、干燥网印标记字符图形、固化（喷锡或有机保焊膜）
28、外形加工清洗、干燥电气通断检测检验包装成品出厂。贯通孔金属化法制造多层板工艺流程内层覆铜板双面开料刷洗钻定位孔贴光致抗蚀干膜或涂覆光致抗蚀剂曝光显影蚀刻与去膜内层粗化、去氧化内层检查（外层单面覆铜板线路制作、B阶粘结片、板材粘结片检查、钻定位孔）层压数控制钻孔孔检查孔前处理与化学镀铜全板镀薄铜镀层检查贴光致耐电镀干膜或涂覆光致耐电镀剂面层底板曝光显影、修板线路图形电镀电镀锡铅合金或镍/金镀去膜与蚀刻检查网印阻焊图形或光致阻焊图形印制字符图形（热风整平或有机保焊膜）数控洗外形清洗、干燥电气通断检测成品检查包装出厂。从工艺流程图可以看出多层板工艺是从双面孔金属化工艺基础上发展起来的。它除了继了双面
29、工艺外，还有几个独特内容：金属化孔内层互连、钻孔与去环氧钻污、定位系统、层压、专用材料。我们常见的电脑板卡基本上是环氧树脂玻璃布基双面印制线路板，其中有一面是插装元件另一面为元件脚焊接面，能看出焊点很有规则，这些焊点的元件脚分立焊接面我们就叫它为焊盘。为什么其它铜导线图形不上锡呢。因为除了需要锡焊的焊盘等部分外，其余部分的表面有一层耐波峰焊的阻焊膜。其表面阻焊膜多数为绿色，有少数采用黄色、黑色、蓝色等，所以在PCB行业常把阻焊油叫成绿油。其作用是，防止波焊时产生桥接现象，提高焊接质量和节约焊料等作用。它也是印制板的永久性保护层，能起到防潮、防腐蚀、防霉和机械擦伤等作用。从外观看，表面光滑明亮的
30、绿色阻焊膜，为菲林对板感光热固化绿油。不但外观比较好看，便重要的是其焊盘精确度较高，从而提高了焊点的可靠性。我们从电脑板卡可以看出，元件的安装有三种方式。一种为传动的插入式安装工艺，将电子元件插入印制线路板的导通孔里。这样就容易看出双面印制线路板的导通孔有如下几种：一是单纯的元件插装孔；二是元件插装与双面互连导通孔；三是单纯的双面导通孔；四是基板安装与定位孔。另二种安装方式就是表面安装与芯片直接安装。其实芯片直接安装技术可以认为是表面安装技术的分支，它是将芯片直接粘在印制板上，再用线焊法或载带法、倒装法、梁式引线法等封装技术互联到印制板上。其焊接面就在元件面上。表面安装技术有如下优点：1） 由
31、于印制板大量消除了大导通孔或埋孔互联技术，提高了印制板上的布线密度，减少了印制板面积（一般为插入式安装的三分阶之一），同时还可降低印制板的设计层数与成本。2） 减轻了重量，提高了抗震性能，采用了胶状焊料及新的焊接技术，提高了产品质量和可靠性。3） 由于布线密度提高和引线长度缩短，减少了寄生电容和寄生电感，更有利于提高印制板的电参数。4） 比插装式安装更容易实现自动化，提高安装速度与劳动生产率，相应降低了组装成本。从以上的表面安技术就可以看出，线路板技术的提高是隋芯片的封装技术与表面安装技术的提高而提高。现在我们看的电脑板卡其表面粘装率都不断地在上升。实际上这种的线路板再用传动的网印线路图形是无
32、法满足技术要求的了。所以普通高精确度线路板，其线路图形及阻焊图形基本上采用感光线路与感光绿油制作工艺。随着线路板高密度的发展趋势，线路板的生产要求越来越高，越来越多的新技术应用于线路板的生产，如激光技术，感光树脂等等。以上仅仅是一些表面的肤浅的介绍，线路板生产中还有许多东西因篇幅限制没有说明，如盲埋孔、绕性板、特氟珑板，光刻技术等等。如要深入的研究还需自己努力。如何保证高厚径比，小孔径的导通性当导通孔直径越来越小，厚径比越来越高时，要保证孔中的金属覆盖良好变得更加困难。而保证孔中金属的均匀一致性，保护孔中金属在图形电镀及以后的掩膜及蚀刻过程中不被蚀刻掉，也变得极具挑战性。本文列出了导致通孔铜层
33、空洞的许多诱因，并对如何识别根本问题加以讨轮，对生产工艺提出一些建议以避免这些问题。 通孔中导电层空洞因不同原因引起，表现出不同特征，但有一点是共同的，即孔中导电层的金属覆盖不充分或没有金属覆盖。从理论上讲，该问题由两种情况引起：沉积的金属不足，或在充分足量的金属沉积后，又因某种原因，失掉部分金属。不充分的金属沉积可能是由于电镀参数不当引起，如槽液的化学组成，阴极移动，电流，电流密度分布，或电镀时间等等。这也可能是因为孔壁表面有异物妨碍金属沉积造成，如气泡，灰尘，棉质纤维或有机膜，粘污等。若孔壁表面未经适当处理，不利于镀液沉积，也有可能导致金属沉积不好，例如：钻孔粗糙，形成裂纹，或有“粉红圈”
34、。 从通孔中将铜：吃掉“有可能是化学因素，如蚀刻造成，也可能是机构原因，如胀孔（blow-holing），应力裂纹或沉积层脱落。 本文按照沿通孔金属化工艺步骤顺序研究在何处可能出现问题，并导致孔中空洞的步骤来分析这些缺陷和原因。并借鉴经典的问题分析解决的有用因素，如识别空洞形状，位置等，并指出更正问题的方法。 1.金属化以前步骤可能导致孔中空洞的因素： A. 钻孔磨损的钻头或其它不恰当钻孔参数都可能撕裂铜箔与介电层，形成裂缝。玻璃纤维也可能是被撕裂而非切断。铜箔是否会从树脂上撕裂，不仅仅取决于钻孔的质量，也取决于铜箔与树脂的粘结强度。典型的例子是：多层板中氧化层与半固化片的结合往往较介电基材与
35、铜箔的结合力更弱，故多数撕裂都发生在多层板氧化层表面。在金相中，撕裂都发生在铜箔较为光滑的一面，除非采用”反转处理的铜箔“(revers treated foil)。氧化面与半固化片不牢固结合，还可能导致更糟的“粉红圈”，即铜的氧化层在酸中溶解。钻孔孔壁粗糙或孔壁粗糙且有粉红圈都会导致多层结合处的空洞，称之为楔形空洞（wedge woids)或吹气孔(blow holes),楔形空洞”最初处于结合交界面，它的名称也暗示：形状如“楔”，回缩形成空洞，通常可以被电镀层覆盖。若铜层覆盖这些沟，铜层后面常常会有水分，在以后的工序中，如热风整平等高温处理，水分（湿气）蒸发和楔形空洞通常一起出现。根据出现
36、的位置与形状，很容易确认并与其它类型的空洞区分开。 B.去沾污/凹蚀去沾污步骤是用化学方法去掉内层铜上的树脂腻污。这种腻污最初是由钻孔造成的。凹蚀是去沾污的进一步深化，即将去掉更多的树脂，使铜从树脂中“突出”，与镀铜层形成“三点结合”或“三面结合”，提高互联可靠性。高锰酸盐用于氧化树脂，并“蚀刻”之。首先需要将树脂溶胀，以便于高锰酸盐处理，中和步骤可以去掉锰酸盐残渣，玻璃纤维蚀刻采用不同的化学方法，通常是氢氟酸。若去沾污不当，可造成两种类型的空洞：在孔壁粗糙的树脂粘污可能藏有液体，可导致“吹气孔”。在内层铜上残留的粘污会防碍铜/镀铜层的良好结合，导致“孔壁拉脱”（hole wall pulla
37、way)等，如在高温处理中，或相关的测试中，镀铜层与孔壁分离。树脂分离可能导致孔壁拉脱和裂纹以及镀铜层上的空洞。若在中和步骤中（准确讲5，当是还原反应中）锰酸钾盐残渣未完全去掉，也可能导致空洞，还原反应常常用到还原剂，如肼或羟胺等。 C.化学沉铜前的催化步骤去沾污/凹蚀/化学沉铜之间的不匹配和各独立步骤不够优化，也是值得考虑的问题。那些研究过孔中空洞的人员都极力赞同化学处理的统一的整体性。传统的沉铜前处理顺序为清洁，调整，活化（催化，加速（后活化，并进入清（淋）洗，预浸，完全适于Murpiy原理。例如，调整剂，一种阳离子聚酯电解质用于中和玻璃纤维上的负电荷，往往须正确应用才能得到所需的正电荷：
38、调整剂太少，活化层及附着不好；调整剂太多，会形成一层膜导致沉铜附着不好；以致孔壁拉脱。调整剂覆盖不充分，最容易在玻璃头上出现。在金相中，空洞开口表现在玻璃纤维处铜覆盖不好，或没有铜。其它引起在玻璃处出现空洞的原因有：玻璃蚀刻不充分，树脂蚀刻过分，玻璃蚀刻过分，催化不充分，或沉铜槽活性不好。其他影响Pd活化层在孔壁上覆盖的因素有：活化温度，活化时间，浓度等。若空洞在树脂上，可能有以下原因：去沾污步骤的锰酸盐残渣，等离子体残留物，调整或活化不充分，沉铜槽活性不高。 2.与化学沉铜有关的孔中空洞在查看孔中空洞时，总看化学槽液是否有问题，同样再看看，化学沉铜前处理槽液，还要覆盖到化学铜，电镀铜，铅/锡
39、槽共同问题。总的来讲，我们可以了解气泡，固态物（尘，棉）或有机物粘污，干膜可能阻碍镀液或活化液沉积。气泡褒入，有外来的和内在产生的气泡。外来气泡有时可能是板子进入槽中，或振荡摇摆时进入通孔中。而固有气泡是由化学沉铜液中附反应产生氢气引起，或电镀液中阴极产生氢气或阳极产生氧气。气泡引起的空洞有其特征：常常位于孔中央，而且在金相中对称分布，即对面孔壁有同样宽度范围内无铜。在孔壁表面镀上若有气泡，表现为小坑，空洞周围呈穗状。由尘埃，棉质品或油状膜引起的空洞，形状极不规则。有些防碍电镀或活化沉积的微粒还会被镀层金属包裹。非有机微粒可用EDX分析出，有机物可用FTIR检查。 有关避免气泡裹入的研究已有相
40、当的深度。其中有许多影响因素：阴极移动摇摆幅度，板间间隔，振动摆动等。最有效的避免气泡进入孔中的方法为振动和碰撞。增加板面间隔，增加阴极移动距离也十分重要，化学沉铜槽中空气搅拌和活化槽撞击或振动几乎没有用。另外，增加化学沉铜湿润性，前处理潮位避免气泡也十分重要。镀液的表面能量于氢气气泡在跑出孔中或破灭前的尺寸有关，显然希望气泡在变大前排除于孔外，以免阻碍溶液交换。 3.干膜有关的孔中空洞A.特征描述孔口或孔边空洞（Rim voids)，即空洞位于离板面较近的位置，它常常由位于孔中的抗蚀剂引起，大约5070微米宽离板面5070 微米，边缘空洞可能位于板一面或两面，可能造成完全或部分开路。而由化学
41、铜，电镀铜，镀铅/锡引起的空洞多位于孔中央。桶形裂纹（Barrel cracks）造成的空洞，也与干膜造成的空洞物理特征不同。 B.缺陷机理孔口或孔边空洞是由于抗蚀剂进入孔内，显影时未去掉，它阻碍铜，锡，焊料电镀，抗蚀剂在去膜时去掉，化学铜被蚀刻掉。一般显影后很难发现孔内的抗蚀剂，空洞所在的位置和缺陷宽度是判断孔口和孔边空洞的主要依据。抗蚀剂为何流入孔中？被抗蚀剂覆盖的孔中气压比大气压低20，贴膜时孔中空气热，空气冷到室温时气压降低。气压导致抗蚀剂慢慢流入孔中，直至显影。主要有三种因素导致抗蚀剂流动的速度深度，即：（1贴膜前孔里有水或水汽。（2）高厚径比小孔，以0.5mm孔为例。（3）贴膜与显
42、影时间太长。水汽停在孔中的主要原因，水分可以降低抗蚀剂粘度，使其较快流入孔中。高厚径比小孔较易发生空洞问题，这是由于这种孔较难干燥。小孔中的抗蚀也较难显影。显影前时间较长也使更多的抗蚀剂流入孔中。表面处理与自动贴膜连线，更易发生问题。 C.避免孔口或孔边空洞避免孔口或孔边空洞最佳及简单的办法是在表面处理后增加烘干的程度。孔若干燥，不会发生孔口或孔边空洞。再长的放置时间和显影不佳也不会造成孔口或孔边空洞。增加烘干后，尽可能使贴膜与显影间的放置时间短，但要考虑稳定问题，若发生以下情况，孔口或孔边空洞可能会发生（以前没有）：（1）新的表面处理设备及干燥设备安装后。（2）表面处理设备及干燥段功能失常。
43、（3）生产高厚径比小孔板。（4）抗蚀剂变化或换厚的干膜。（5）真空贴膜机使用。最坏的也是少有的情形是，抗蚀剂在孔中形成掩盖层。表现为掩膜层被推入孔中5070微米深，由于掩膜会阻碍溶液进入，在孔的一端表现为一般的边缘空洞，空洞会延伸到大部分孔中，从孔的另一端起，镀层厚度越接近孔中央越薄。许多印制板厂已转为直接电镀工艺，它有时与贴膜机连线，若后段烘干不充分，可能会发生孔口和孔边空洞。要使小孔充分干燥，烘干段需十分充分。 4.与掩孔有关的空洞掩孔工艺中，如果掩膜不好会造成蚀刻剂进入孔中，蚀刻去沉积的铜。掩膜的机构损伤是动态发生的，而上下掩膜一起出现空洞的情况较少。同样，掩膜很薄弱，造成孔内负压，最终
44、导致掩孔缺陷，这层掩膜又可以降低负压，对面的掩膜较易生存。一面的掩膜破坏，蚀刻剂进入孔中，靠破的掩膜一边的铜首先被蚀刻掉。另一面，掩膜堵住了蚀刻剂的出口，蚀刻液交流太少，故空洞图形也是较对称的，表现为一端铜厚，另一端薄。根据掩膜损伤的程度，情况也不一样，极端情况下，所有的通孔铜都被蚀刻掉。 5.直接电镀直接电镀，避免了传统的化学沉铜，但有三类预处理工艺步骤；如：钯基体工艺，碳膜工艺，有机导电膜工艺。任何能影响催化物沉积的情形，或者是沉高分子导电膜时，单体沉积和聚合物组成物沉积能形成空洞。大多数碳膜，石墨和钯膜工艺都依赖于适当的孔壁调整，用高分子电解质阳离子与含有相反电荷的有机催化层。以达到较好
45、的催化吸附性。自然，在化学沉铜中已经实践证实是很好的工艺处理步骤，如孔壁清洁，调整，催化沉积等都恰当地应用在直接电镀工艺中。当然，化学沉铜槽中特别的问题，如氢气产生等，不会在此发生。在采用直接电镀工艺时，若不按药水供应商所推荐的条件进行，常常会产生一些特别问题。如，在碳膜工艺中，一般不推荐在碳膜沉积后进行板面刷洗，因为刷子会去掉孔边缘的碳膜颗粒。这种情况下，电镀过程很难及时从铜表面进入孔中央，甚至，根本不行。若板子一面的孔口碳膜被刷掉，电镀还可以从相对的一面进行。但电镀结果是逐步减弱，电镀铜有可能不能与另一面铜表面连通。结果表现与掩孔工艺中掩膜破裂相似。若在碳膜或石墨工艺中，催化沉积后使用浮石
46、粉喷射，同样会发生空洞。喷射出的浮石粉颗粒可能以很高速度进入孔中，冲走催化层颗粒。另一方面，石墨工艺似乎可以耐受浮石粉刷板处理。 6.在电镀铜，电镀铅锡（成纯锡）有关的空洞电镀槽同样有内在或外在的原因产生气泡。A.产生气泡的内在原因幸运的是，酸性镀铜槽具有很高的电池效率（cell efficiency),故在为何较好的槽中氢气产生是很小的问题。需要避免的是很可能导致氢气生成的条件，如：高电流密度和整流器波动导致短时间的大电流密度漂移。有些锡/铅槽或锡槽的效率较铜槽低氢气的产生就成了一重要的问题。在避免氢气分制生成的一个有趣的进展是添加“防坑添加剂”（antipititting additive
47、s). 这些有机合成物，如已内酰胺的衍生物，可能参与氧化还原反应，在形成氢气分子前夺走原子状态的氢，防止气泡产生。经还原的“防坑添加剂” 在阳极又重新氧化，转移到阴极，重新开始这一循环。B.产生气泡的外在原因最明显的产生气泡的外在原因是在板子浸入溶液前，填充在孔中的气泡。为了在板子浸入槽液前驱除孔中的空气，一些电镀夹具设计者已试验让板子与夹具之间形成一定角度。浆状搅拌器（paddle agitation)可以产生足够的压差，将气泡赶出孔中。用压缩空气经过喷雾器搅拌液体(air sparging)使之穿过板面也有助于赶走气泡。当然，喷雾搅拌本身也是一种气体，混入槽中，空气进入循 环过滤泵产生一种过饱和液流，在集结位置会形成气泡，在孔壁有缺陷处同样形成气泡。一些制造者被这个问题所困扰，进而转向于无空气搅拌（溶液喷射）。