时间:2022-08-03 16:02:06来源:网络整理
第一章溶液浓度计算
在印制电路板制造技术中,各种解决方案占很大比例,对印制电路板的最终产品质量起着关键作用。无论是购买还是自行配置,都必须进行科学计算。正确计算可以保证各种溶液的成分在工艺范围内,对保证产品质量起到重要作用。根据印制电路板生产的特点,提供六种计算方法供同行选择。
1。体积比浓度计算:
定义:指溶质(或浓溶液)的体积与溶剂的体积之比。
示例:1:5 的硫酸溶液由 1 体积的浓硫酸和 5 体积的水配制而成。
2。克浓度计算:
定义:一升溶液中所含溶质的克数。
例:100克硫酸铜溶于10升水溶液,1升的浓度是多少?
100/10=10g/L
3。重量百分比浓度计算
(1)定义:以溶质的重量占溶液总重量的百分比表示。
(2)例子:试求3克碳酸钠溶于100克水中得到的溶质的重量百分比浓度?
4。分子浓度计算
定义:一升中所含溶质的摩尔数。符号:M、n代表溶质的摩尔数,V代表溶液的体积。
例如:1升中含有1摩尔溶质的溶液,其摩尔浓度为1M;含有 1/10 摩尔溶质的溶液是 0.1M,以此类推。
例子:将100克氢氧化钠溶于水中制成500毫升溶液,该溶液的摩尔浓度是多少?
解决方法:首先,求氢氧化钠的摩尔数:
5.等效浓度计算
定义:一升溶液中所含溶质的克当量数。符号:N(克当量/升)。
当量的含义: 化合价:反映元素当量的内在关系,即失去电子数或相互复合得到的公共电子对数。这完全是自然规律。如化合价、原子量和元素的当量构成它们之间的相对关系。
元素 = 原子量/化合价
例子:
钠当量=23/1=23;铁当量=55.9/3=18.6
酸、碱和盐当量的计算:
酸当量=酸的分子量/酸分子中被金属取代的氢原子数
B碱当量=碱的分子量/碱分子中含有的羟基数
硅藻土当量=盐的分子量/盐分子中的金属原子数和金属化合价
6。比重计算
定义:物体单位体积的所有重量(单位:g/cm3)。
测量方法:比重计。
例子:
A.求比重为1.42、含量为69%的100毫升浓硝酸溶液中硝酸的克数?
解决方法:从比重看,1毫升浓硝酸重1.42克; 1.42克的69%是硝酸的重量,所以1毫升浓硝酸重1.42克
硝酸的重量=1.42×(60/100)=0.98(g)
B.假设需要配制 50 升 25 g/L 的硫酸溶液,应该取多少体积才能测出 1.84 与 98% 硫酸的比例?
解:假设50升待配制溶液中硫酸的重量为W,则W=25g/L 50=1250g
以比重和百分浓度可知,1ml浓硫酸中硫酸的重量为:1.84×(98/100)=18(g);则浓硫酸应测硫酸的体积为1250/18=69.4(ml)
波美度与比重的换算方法:
A.波美度 = 144.3-(144.3/比重); B=144.3/(144.3-波美度)
第二章电镀常用计算方法
在电镀过程中,涉及到电镀厚度、电镀时间、电流密度、电流效率等诸多参数的计算。当然,电镀面积的计算也很重要。为了保证印制电路板表面和孔内镀层的均匀性和一致性,必须更准确地计算所有待镀面积。目前使用的面积积分器(计算负片的极板面积)和计算机计算软件的开发,使得印制电路板的表面和孔的内部面积更加精确。但有时需要使用人工计算的方法,可以使用下面的公式。
涂层厚度计算公式:(厚度代号:d,单位:微米)d=(C×Dk×t×ηk)/60r
电镀时间计算公式:(时间码:t,单位:分钟)t=(60×r×d)/(C×Dk×ηk)
阴极电流密度计算公式:(代码:,单位:A/dm2)ηk=(60×r×d)/(C×t×Dk)
阴极电流由效率公式计算:Dk=(60×r×d)/(C×t×Dk)
第三章沉铜质量控制方法
化学镀铜俗称沉铜。 PCB孔金属化技术是PCB制造技术的关键之一。严格控制孔金属化质量是保证最终产品质量的前提,而控制好浸铜层质量是关键。常规测试控制方法如下:
1。化学镀铜速率的测定:
化学镀铜液的使用对铜的沉积速率有一定的技术要求。如果速度太慢,可能会导致孔壁出现空洞或针孔;如果沉铜速度太快,镀层会很粗糙。为此,科学测定镀铜速率是控制镀铜质量的手段之一。以先灵公司提供的化学镀铜为例,简单介绍下沉铜率的测量方法:
(1)材质:铜蚀刻后的环氧树脂基材,尺寸为100×100(mm)。
(2)测量步骤:
A.将样品在120-140℃烘烤1小时,然后用分析天平称量W1(g);
B.在 350-370 g/L 铬酸酐和 208-228 mL/L 硫酸(温度 65℃)的混合溶液中腐蚀 10 分钟氯化钯溶解,然后用清水冲洗;
C.用除铬废液(温度30-40℃)处理3-5分钟,清洗干净;
D.根据工艺条件进行还原液预浸、活化、处理;
E.将铜浸入铜沉淀溶液(温度25℃)中半小时,清洗干净;
F。将试件在120-140℃烘烤1小时至恒重,称量W2(g)。
(3)铜下沉率计算:
速率=(W2-W1)104/8.93×10×10×0.5×2(μm)
(4)对比判断:
将测量结果与过程数据提供的数据进行比较和判断。
2。蚀刻液蚀刻速率的测定方法
通孔电镀前,对铜箔进行微蚀刻,使之微粗糙化,以增加与沉铜层的结合力。为了保证蚀刻液的稳定性和铜箔蚀刻的均匀性,需要测量蚀刻速率,确保在工艺规定的范围内。
(1)材质:0.3mm覆铜板,脱脂,刷毛,切割成100×100(mm);
(2)检测程序:
A.样品在过氧化氢(80-100 g/L)和硫酸(160-210 g/L)中30℃腐蚀2分钟,去离子水洗涤;
B. 120-140℃烘烤1小时,恒重后称量W2(g)。在腐蚀前的相同条件下,样品也称重 W1 (g)。
(3)蚀刻速率计算
速率=(W1-W2)104/2×8.933T(μm/min)
其中:s-样品面积(cm2) T-etching time (min)
(4)判断:腐蚀速率1-2μm/min为宜。(1.5-5分钟铜蚀刻270-540mg)。
3。玻璃布测试方法
在孔金属化过程中,活化和沉铜是化学镀的关键工序。虽然离子钯和还原溶液的定性和定量分析可以反映活化还原性能,但其可靠性无法与玻璃布测试相媲美。玻璃布的沉铜条件最为苛刻,最能体现活化、还原、沉铜溶液的性能。简要介绍如下:
(1)材料:将玻璃布在10%氢氧化钠溶液中退浆。将其切成50×50(mm),并从周围端去除一些玻璃丝,使玻璃丝展开。
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(2)测试步骤:
A.按浸铜程序处理样品;
B.将其放入沉铜溶液中,10秒后,玻璃布的末端应完全沉铜并变成黑色或深棕色。 2分钟后一直往上沉氯化钯溶解,3分钟后铜色加深。 10秒后,玻璃布的末端必须完全沉铜,30-40秒后,所有的铜都要浸没。
C.判断:如果达到上述沉铜效果,说明活化、还原、沉铜性能良好,但对比度较差。
第四章预浸料质量检验方法
预浸料是一种由树脂和载体组成的片材。其中,树脂处于B阶段,在温度和压力的作用下,具有流动性,能迅速固化并完成粘合过程,并与载体一起形成绝缘层。俗称预浸料或胶粘片。为了保证多层印制电路板的高可靠性和质量稳定性,需要对半固态(试层压法)的特性进行质量检验。预浸料的性能包括层压前的性能和层压后的性能。层压前的性能主要是指:树脂含量%、流动性%、挥发分%和凝胶时间(S)。层压后的性能是指:电性能、热冲击性能和可燃性。为此,为保证多层印制电路板的高可靠性和贴合工艺参数的稳定性,在贴合前检测预浸料的特性非常重要。
1。树脂含量(%)的测定:
(1)试片的制作:按预浸料的纤维方向:以45°角切割成100×100(mm)的小试片;
(2)称量:使用精度为0.001克的天平称量Wl(克);
(3)加热:566.14℃加热60分钟,冷却后称量W2(g);
(4)计算:W1-W2
树脂含量(%)=(W1-W2) /W1×100
2.树脂流量(%)的测定:
(1)试片制作:根据预浸料的纤维方向,以45°角切割成100×100(mm)的试片,约20克试片;
(2)称量:使用精度为0.001克的天平准确称量W1(克);
(3)加热加压:将压床加热板温度调至171±3℃,试件放入加热板时,施加14±2Kg/cm2以上的压力,并加热加压5分钟,切断流出的胶,称量W2(g);
(4)计算:树脂流量(%)=(W1-W2) /W1×100
3.凝胶时间测定:
(1)试片制作:按预浸料纤维方向45°角切割成50×50(mm)片(每片约15克);
(2)加热加压:将加热板温度调至171±3℃,压力调至35Kg/cm2,持续15秒;
(3)测量:试件是从开始压制到固化时间的测量结果。
4。挥发分测定:
(1)试片制作:按预浸料纤维方向45°角切割成100×100(mm)片;
(2)称量:使用精度为0.001克的天平称量W1(克);
(3)加热:使用空气循环恒温器,在163±3℃加热15分钟,然后用天平称量W2(克);
(4)计算:挥发性(%)=(W1-W2) /W1×100
第五章常见电性能及特性名称说明
在印刷电路板的制造技术中,涉及到许多特殊术语和金属特性,包括物理和化学。机械等。现在只介绍电气和物理、机械性能及相关方面常用的专用术语解释。
金属的物理特性:见表1:印刷电路板制造中常用金属的物理特性数据表。
印刷电路板制造中常用的盐类金属含量:见表2:常用盐类金属含量数据表。
常用金属的电化学当量(见表 3:电化学当量数据表)
一微米厚涂层重量数据表(见表4)
专用名词解释:
(1)涂层硬度:指涂层抵抗外力引起的局部表面变形的能力。
(2)镀层的内应力:电镀后镀层产生的内应力使阴极片向阳极弯曲(拉应力)或远离阳极弯曲(压应力)。
(3)涂层延展性:金属或其他材料在外力作用下发生弹性或塑性变形而不产生裂纹的能力。
(4)涂层可焊性:在一定条件下,涂层很容易被熔融焊料润湿。
(5)模量:是单位应变的能力。系数高的模量通常较硬,伸长率很低。
(6)应变:或伸长率是单位长度的伸长量。
(7)介电常数:它是聚合物的电容与在空气或真空状态下的电容之比。
表1:印刷电路板制造常用金属物理性能数据表
没有。金属名称 密度 g/cm2 熔点 ℃ 沸点 ℃ 比热容 20℃J/g℃ 线膨胀系数 20℃×10-6/℃ 热传导 20℃ W/cm℃ 电阻率 μΩ/cm
1 铜 8.96 1083 2595 0.3843 16.42 3.8644 1.63
2 领先 11.34 327.3 1743 0.1256 29.5 0.3475 20.7
3 锡 7.3 232 2270 0.2261 23 0.6573 11.3
4 金 19.3 1062.7 2949 0.1290 14.4 2.9609 2.21
5 银 10.9 960 2000 0.2336 18.9 4.0779 1.58
6 钯 12.0 1555 3980 0.2458 11.6 0.6741 10.8
7 铝 2.70 657 2056 0.9458 24 2.1771 2.72
8 镍 8.9 1452 2900 0.4689 13.7 0.5862 20
表2:常用盐金属含量数据表
盐的名称分子式金属含量(%)
CuSO4·5H2O 25.5
氯化金 AuCl·2H2O 58.1
氰化金钾KAu(CN)2 68.3
氟硼酸铅Pb(BF4)2 54.4
NiSO4 6H2O 22.3
锡酸钠 Na2SnO3 3H2O 44.5
氯化亚锡SnCl2 2H2O 52.6
氟硼酸锡Sn(BF4)2 40.6
碱式碳酸铜 CuCO3·Cu(OH)2 57.5
表 3:电化学等效数据表
没有。金属名称 符号 价数 比重 原子量 当量 电化学当量
毫克/库仑克/安时
1 金金 1 19.3 197.2 197.2 2.0436 7.357
2 金金 3 19.3 65.7 65.7 0.681 2.452
3 银银 1 10.5 107.88 107.88 1.118 4.025
4 铜 Cu 1 8.93 63.54 63.54 0.658 2.372
5 铜 Cu 2 8.93 63.54 63.54 0.329 1.186
6 铅 Pb 2 11.35 207.21 207.21 1.074 3.865
7 锡 Sn 2 7.33 118.70 118.70 0.615 2.214
8 锡 Sn 4 7.33 118.70 118.70 0.307 1.107
表 4
序列号 镀层名称 镀层重量
mg/cm2 g/dm2
1 镀铜 0.89 0.089
2 镀金 1.94 0.194
3 镀镍 0.89 0.089
4 镀镍0.73 0.073
5 镀钯 1.20 0.120
6 镀铑 1.25 0.125
第六章常用化学品的性质
(1)化学性质:
硫酸:H2SO4-无色油状液体,15℃时比重1.837(1.84),30-40℃发烟,290℃沸腾。浓硫酸吸水性强,因此,它是一种极好的干燥剂。
硝酸:HNO3-无色液体,15℃时比重1.526、沸点86℃。红色发烟硝酸是一种红棕色、强腐蚀性、透明液体,在空气中剧烈发烟并吸收水分。
盐酸:HCl-无色,有刺激性气味,17℃时比重为1.264(空气)。沸点为-85.2。极易溶于水。
氯化金:红色晶体,易潮解。
硝酸银:AgNO3-无色菱形片状晶体,比重4.3551,208.5℃熔化,遇热分解。如果没有有机物,可见光将不起作用,否则会变黑。溶于水和甘油。溶于乙醇、甲醇和异丙醇。几乎不溶于硝酸。有毒!
过硫酸铵:(NH4)2S2O8-无色、浅绿色片状晶体,易溶于水。
氯化亚锡:SnCl2是一种无色半透明结晶物质(菱形晶系),比重3.95、熔点241℃,沸点603.25℃。溶于水、醇、醚、丙酮、氮杂和乙酸乙酯。在空气中相当稳定。
重铬酸钾:K2CrO7-橙红色无水三斜晶系针状结晶或片晶,比重2.7,溶于水。
王水:无色、快速变黄的液体,腐蚀性强,有氯气味。制备方法:将体积比重为1.19的3盐酸和体积比重1.38-1.40的硝酸1混合。
活性炭:以大量孔隙为特征的细小黑色颗粒(块)。 1克活性炭的表面积大约在10或1000平方米左右,这就决定了活性炭的吸附程度很高。
氯化钠:NaCl-白色方形结晶或细结晶粉末,比重2.1675,熔点800℃,沸点1440℃。溶于水,不溶于醇。
碳酸钠:Na2CO3·10H2O-无色透明单斜晶体,比重1.5;易溶于水,34℃时溶解度最大。
氢氧化钠:NaOH-无色结晶物质,比重为2.20,能迅速吸收空气中的二氧化碳和水。潮解后变成碳酸钠。溶于水。
硫酸铜:CuSO4·5H2O-三斜晶系蓝色晶体,比重2.29。当温度高于100℃时,开始失去结晶水。 220℃生成无水硫酸铜,为白色粉末,比重3.606,易吸水形成水合物。
硼酸:H3BO3-是一种小的六方三斜晶系白色荧光粉,具有珍珠光泽,比重为1.44。溶于水、酒精(4%)、甘油和乙醚。
氰化钾:KCN-无色结晶粉末:比重1.52,易溶于水。有毒!
高锰酸钾:KnMO4-易形成淡红紫色近黑色菱形晶体,有金属光泽,比重2.71。是一种极强的氧化剂,易溶于水,呈深紫色。
过氧化氢:H2O2-无色粘稠液体,比重1.465(0℃时),与弱酸反应。
氯化钯:PdCl2·2H2O-红棕色菱形晶体,易失水。
氢氟酸:HF——无色液体,易流动,吸湿性强,12.8℃时比重0.9879。空气中冒烟。它的蒸汽具有很强的腐蚀性和毒性!
碱式碳酸铜:CuCO3·Cu(OH)2-浅绿色细颗粒无定形粉末,比重3.36-4.03。不溶于水,但溶于酸。也可溶于氰化物、铵盐和碱金属碳酸盐的水溶液中形成铜络合物。
重铬酸铵:(NH4)Cr2O7-橙红色单斜晶体。比重2.15。溶于水和醇。
氨:氨是一种无色液体,比水轻,具有独特的氨气味和强碱性反应。
亚铁氰化钾(黄色血盐):K4Fe(CN)6·3H2O-淡黄色方形或八面体晶体,比重1.88。在空气中稳定。
铁氰化钾(血红盐):K3Fe(CN)6-暗红色金刚石晶体:比重1.845。溶于水,水溶液遇光逐渐分解形成K4Fe(CN)6。在碱性介质中为强氧化剂。
(2)常用试卷属性:
碘淀粉试纸:遇氧化剂(尤其是游离卤化物)会变成蓝色,所以可以检查这些物质。
刚果试纸:在酸性介质中呈蓝色,在碱性介质中呈红色(PH=2-3时由蓝色变为红色。
石蕊试纸:浅蓝紫色(蓝色)或紫玫瑰色(红色)试纸,在酸性介质中呈蓝色,在碱性介质中呈红色。当PH=6-7时,会产生颜色变化。
醋酸铅试纸:遇硫化氢变黑(生成硫化铅)。可用于检测微量硫化氢。
酚酞试纸:白色酚酞试纸在碱性介质中变为暗红色。
橙黄色I试纸:在酸性介质中变为玫瑰红色,酸值在1.3-3.2范围内由红色变为黄色。
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