印制电路复习

1.2简述印制电路在电子设备中的地位和功能。

地位：1.是电子工业重要的电子部件之一；2.印制电路的设计和制造直接影响到整个电子产品的质量和成本，甚至导致一家公司的成败；3.印制电路板的投入系数在不断增长。

功能：1.提供集成电路等各种电子元器件固定、组装和机械支撑的载体；2. 实现集成电路等各种电子元器件之间的电器连接或电绝缘。提供所要求的电气特性，如特性阻抗等；3. 为自动锡焊提供阻焊图形。为元器件安装（包括插装及表面贴装）、检查、维修提供识别字符和图形。

1.4印制电路制造工艺有哪些？各有何优缺点？

早期制造方法：涂料法（适用于陶瓷基片）、喷涂法、模压法、粉压法、真空镀膜法和化学沉积法（加成法的基础）

减层法（通过有选择性地出去不需要的铜箔来获得导电图形的方法）：工艺成熟、稳定、可靠。1.光化学蚀刻工艺，特点是图形精度高、生产周期短，适于小批量、多品种生产；2.丝网漏印蚀刻工艺，可以进行大规模机械化生产，产量大，成本低，但精度不如光化学蚀刻工艺；3.图形电镀蚀刻工艺，是双面印制电路板或多面印制电路板的典型工艺；4.全板电镀掩蔽法；5．超薄铜箔快速蚀刻工艺，制造高精度、高密度的印制电路板。

加层法（在未覆铜箔的层压板基材上。有选择性淀积导电金属而形成导电图形的方法）：

1.7什么叫做裸铜覆阻焊膜工艺法（SMOBC），简述该方法的原理。

SMOBC板的主要优点是解决了细线条之间的焊料桥接短路现象，同时由于铅锡比例恒定，比热熔板有更好的可焊性和储藏性。

SMOBC法是指先制成有镀覆孔的裸铜板，然后选择性涂覆阻焊剂后进行焊料热风整平，使裸铜的铜焊盘和孔壁上都涂覆上锡铅焊料。

原理：

1.8什么叫挠性印制电路？什么叫齐平电路？简述其制造工艺流程。

挠性印制电路：具有柔软、可折叠的有机材料制成的薄膜作为绝缘基材制造印制电路。

齐平电路：电路图形与绝缘基材的表面都处于一个平面上（即电路图形与基材表面是齐平）的电路。

齐平电路制造工艺流程：

2.1什么叫覆铜箔层压板？

覆铜箔层压板是制作印制电路板的基板材料。

2.3在覆铜箔层压板的国标型号中，型号CPEGC具有那些含义？

复铜箔层压板的结构及命名：基本组成：铜箔、增强材料、粘合剂。命名：按国标规定，覆铜箔层压板由五个英文字母组合表示：第1个字母C—铜箔，第2、3个字表示粘合剂树脂（PF—酚醛树脂，EP—环氧树脂，UP—不饱和聚酯，SI—有机硅树脂，TF—聚四氟乙烯树脂，PI—聚酰亚胺树脂），第4、5个字母表示基材选用的增强材料（CP—纤维素纸，GC—（无碱）玻璃纤维布，GM—（无碱）玻璃毡），F表示阻燃型。（CPFGC 酚醛树脂玻璃纤维基覆铜层压板，CEPGC环氧树脂玻璃纤维基覆铜层压板，CPIGC 聚酰亚胺玻璃纤维基覆铜层压板，CTFCP –F阻燃型聚四氟乙烯纸基覆铜层压板，FR-4 阻燃性+玻璃布+环氧树脂板）。CPEGC：聚乙烯无碱玻璃纤维布基覆铜箔层压板

2.4制造覆铜箔层压板的主要原材料有哪些？各起什么作用？

树脂：

浸渍纸：

无碱玻璃布：

铜箔：

2.5用框图表示覆铜箔层压板的制造工艺流程。

3.3 印制电路板表面涂层选择的主要类型有哪些？

1）阻焊涂覆层；2）可焊性涂覆层；3）绝缘保护层。

3.6 印制电路板设计过程中应考虑的电气性能主要有哪些？

考虑的电气性能:1.印制导线的电阻;2.金属化孔的电阻；3.电容；4.电感；5.衰减与损耗；6.载流量。

3.7 简述印制电路板CAD设计的流程。

3.9 PCB设计布局中应考虑的因素有哪些？

（1）非金属化孔径——主要考虑公差因素

（2）金属化孔孔径，D＝L＋|?L|＋d0＋|?d|＋?D，D—金属化孔直径，L—元器件引线标

称尺寸，|?L|—引线尺寸公差，|?d|—钻孔公差，d0—金属化孔后引线与孔的间隙，?D—孔壁厚度的2倍

（3）孔间距，（为保证孔之间的机械强度和金属化孔之间的电绝缘性能，）孔间距至少不得小于印制电路板的厚度。

（4）（印制电路板边缘的距离，为保证机械安装时孔周围的机械强度，）孔壁到印制电路板边缘的最小距离应大于印制电路板的厚度。

（5）异形孔，除特殊要求外，一般应避免设计异形孔。

3.10 PCB布线过程中特殊信号线处理主要有哪些？

1.存储器布线；

2.时钟线；

3.防干扰线；

4.雨滴形布线。

4.2 感光材料的乳剂层主要由哪些材料组成？各成分主要起什么作用？

（1）卤化银：卤银是感光材料中的关键成分。

（2）明胶：支撑卤化银微粒不使其聚沉的保护作用，并把卤化银微粒牢固地粘结在支持体上从而形成“感光层”。

（3）补加剂：改变感光材料的照相性能和物理性能。

4.5 潜影是怎么形成的？

潜影的形成：感光材料曝光之后，所形成的肉眼直接观察不到的潜伏影像称为“潜影”。

4.7 什么叫显影？

显影过程就是已曝光的卤化银颗粒被显影剂还原成金属银，使浅影变成可见影像的过程。可由下式表示：Ag++显影剂→Ag+显影剂氧化物。因此显影过程是个典型的氧化还原过程。显影方法有物理显影法和化学显影法。

4.8 显影液由哪些成分组成？

显影液一般由显影剂、促进剂、保护剂和抑制剂等成分组成。

4.10 什么叫定影？什么叫停影？它们有何差异？

定影：为了保证已显示出来的图像能稳定完美地保存下来，避免残留的卤化银再次曝光、显影并出现干扰的可能，显影之后，必须立即除去这些残留的卤化银。这一工作称为“定影”。停影：在定影前除去乳剂中的残余显影液，这一工作称为“停影”。

差异：定影除去残留的卤化银；停影除去残余的显影液。

4.14重氮盐感光材料有什么结构特征和性能特征？

重氮感光材料的感光层中，按同时存在重氮盐和偶合剂与否，分为双组分和单组分重氮感光材料两类。双组分都含，单组分只含重氮化合物。具体课本P75.

5.2 什么叫正像？什么叫负像？

用抗蚀剂借助于“光化学法”或“丝网漏印法”把电路图形转移到覆铜箔板上，再用蚀刻的方法去掉没有抗蚀剂保护的铜箔，剩下的就是所需的电路图形，这种电路图形与所需要的电路图形完全一致，称为正像。

用“丝网漏印法”把抗蚀剂印在覆铜箔板上，没有抗蚀剂保护的铜箔部分是所需的电路图形，抗蚀剂所形成的图形便是“负像”。

5.5 重氮醌类光致抗蚀剂为什么可以用碱水溶液显影？

邻—重氮醌化合物在光解时，先生成芳基正碳离子，放出氮气，同时发生重排，形成茚酮，在有微量水存在的情况下，茚酮发生水解，最后得到含五元环的茚酸。由于茚酸可以溶解于碱，所以这类抗蚀剂曝光后可以用碱水溶液显影。

5.8 什么叫丝印印料？

像普通印刷的油印一样可把丝网模板上所需的电路图形转印到覆铜箔板上，经紫外光（或加热）固化后，便获得具有抗蚀性的正性或负性电路图形，达到各种目的的印料称为“丝印印料”。

5.9 什么叫干膜抗蚀剂？有何特点？

把感光液预先涂在聚酯片基上，干燥后制成感光层，再覆盖一层聚乙烯薄膜，这种具有三层结构的感光抗蚀材料称为干膜抗蚀剂，简称干膜。

特点：适合各种用途的厚度，刻蚀线条最细可达0.3mm以下，可制作非常精美的图形。

5.10 抗蚀干膜由哪几部分构成？各起什么作用？

抗蚀干膜由聚酯片基、光敏抗蚀胶膜和聚乙烯保护膜三层构成。

片基是光敏抗蚀剂胶膜的载体，使抗蚀干膜保持良好的尺寸稳定性，还可保护抗蚀膜不被磨损；

光敏抗蚀剂胶膜由具有光敏性抗蚀树脂组成；

聚丙烯或聚乙烯薄膜是覆盖在抗蚀胶层另一面的保护层。

6.2 铜镀层的作用及对镀层、镀液的基本要求是什么？

铜镀层的作用：（1）是作为孔的化学镀铜层（一般0.5-2微米）的加厚层，通过全板镀铜达到厚度5-8微米，一般称为加厚铜；（2）是作为图形电镀Sn-Pb或低应力镍的底层，其厚度可达20-25微米，一般称为图形镀铜。

对铜镀层的基本要求：(1) 良好的机械性能，(2) 板面镀层厚度和孔壁镀铜层厚度之比接近1：1，(3) 镀层与基体结合牢固，(4) 镀层有良好的导电性，(5) 镀层均匀，细致，有良好的外观；

对镀铜液的要求：(1) 镀液具有良好的分散能力和深镀能力，(2) 在很宽的电流密度范围内，都能得到均匀，细致，平整的镀层。(3) 镀液稳定，便于维护，对杂质的容忍度高。

6.3 解释和说明表6-2电镀铜镀液配方和工艺条件中，各组分和工艺条件的功能和作用。(1)硫酸铜是镀液中主盐，它在水溶液中电离出铜离子，铜离子在阴极上获得电子沉积出铜镀层。提高硫酸铜浓度可以提高允许电流密度，避免高电流区烧焦，硫酸铜浓度过高，会降低镀液分散能力。(2)硫酸的主要作用是增加溶液的导电性。硫酸的浓度对镀液的分散能力和镀层的机械性能均有影响，浓度太低，镀液分散能力下降，镀层光量范围缩小；浓度太高，虽然镀液分散能力较好，但镀层的延展性降低。

6.8 电镀镍/金镀层的作用是什么？

电镀镍/金是指在PCB表面导体先镀上一层镍后再镀上一层金而言的。

作用：电镀一层镍主要是作为阻挡层（底层或基层），电镀金目的是为了提高耐磨性，减低接触电阻，防止氧化和提高连接可靠性。

6.11 与直流镀金相比，为什么电镀铜时使用含磷电极？

答：（因为不含磷的铜阳极在镀液中溶解速度快，导致镀液中铜离子累积，且导致大量Cu+进入溶液，从而形成很多铜粉浮于液中，或形成Cu2O，使镀层变的粗糙，产生节瘤，同时阳极泥也增多）使用优质含磷铜阳极，能在阳极表面形成一层黑色保护膜，它像栅栏一样，能控制铜的溶解速度，使阳极电流效率接近阴极电流效率，镀液中的铜离子保持平衡，防止了Cu+的产生，并大大减少了阳极泥。

7.2 孔金属化由哪几道工艺实现？简述各道工艺的作用。

孔金属化是指在两层或多层印制板上钻出所需要的过孔，各层印制导线在孔中用化学镀和电镀方法使绝缘的孔壁上镀上一层导电金属使之互相可靠连通的工艺。1. 钻孔技术，通孔的加工方法；2.去钻污工艺，去除污物；3. 化学镀铜技术，产生导电性，使各层间电路互连，实现其电器性能。

7.7 CO2激光成孔有哪几种工艺方法？简述其要点。Nd:YAG激光钻孔又有哪几种工艺方法？比较CO2激光成孔和Nd:YAG激光钻孔方法的优缺点。

CO2激光成孔的不同的工艺方法：(1).开铜窗法；(2).开大窗口工艺方法；(3).树脂表面直接成孔工艺方法；(4).采用超薄铜箔的直接烧蚀的工艺方法。

Nd:YAG激光钻孔工艺方法：1).根据两类激光钻孔的速度采取两种并用的工艺方法；2).直接成孔工艺方法。

CO2激光和Nd：YGA固体激光钻孔的优缺点：可钻孔径：CO2激光法最小孔径为50um，Nd：YGA固体激光为25um。钻孔速度: CO2激光比Nd：YGA固体激光钻孔速度快。介质材料的适应性：CO2激光法仅适用于树脂介质层，Nd：YGA固体激光适用于各种PCB材料。钻孔工艺：CO2激光法为红外光束，不能蚀刻铜，只适宜加工盲孔；Nd：YGA固体激光为短脉冲紫外激光，可在铜箔上穿孔，通孔、盲孔。钻孔质量：CO2激光钻孔后在内层铜箔表面会出现介质材料残膜或碳化残留物，必须加以清理；Nd：YGA固体激光钻孔后孔内平净，无残渣，不需要进行清理。

7.11 化学镀铜在孔金属化工艺中的作用是什么？简述化学镀铜的基本原理。

化学镀铜在孔金属化工艺中的作用：使孔壁的树脂以及玻璃纤维表面产生导电性，使各层间电路互连，实现其电器性能。

化学镀铜的基本原理：它是一种自偏化氧化还原反应，在化学镀铜过程中Cu2+得到电子还原为金属铜，还原剂放出电子，本身被氧化。而金属铜在表面产生铜层。

7.15 什么叫做孔金属化的直接电镀技术？直接电镀技术有何优点？直接电镀技术按导电材料可分为哪三类？说明各类技术的基本原理。

孔金属化的直接电镀技术：直接在电路板基板表面进行电镀的技术。

直接电镀技术的优点：

(1) 不含传统的化学Cu产品。

(2) 工艺流程简化，取消了反应复杂的化学Cu槽液；减少了中间层（化学Cu沉积层）。改善了电镀Cu的附着力，提高了PCB的可靠性。

(3) 减少了控制因素，简化了溶液分析、维护和管理。

(4) 药品数量减少，生产周期短，废物处理费用减少，降低了生产的总成本。

(5) 提供了一种新的流程——选择性直接电镀（或称完全的图形电镀）。

按导电材料可分：1.钯系列——Pd导电膜；技术原理：通过吸附Pd胶体或钯离子，使印制

板非导体的孔壁获得导电性，为后续电镀提供了导电层。

2.导电性高分子系列——高分子导电膜；技术原理：(1) 吡咯的导电机理；(2)覆铜板上覆盖聚吡咯膜；(3) 导电膜上电镀铜原理。

3.黑系列――C黑导电膜；技术原理：采用碳黑悬浮液接触印制电路基板，在通孔的孔壁表面形成碳黑层，采用石墨悬浮液接触电路板基板，孔壁表面的碳黑层上形成石墨层，然后进行电镀。

酸性氯化铁蚀刻液的蚀刻机理：裸露的铜在蚀刻过程中，被三价铁离子氧化成氯化亚铜：FeCl3+Cu→FeCl2+CuCl；一价铜进一步被氧化成二价离子：FeCl3+CuCl→FeCl2+CuCl2；二价铜与铜反应又生成一价铜：CuCl2+Cu→2CuCl,这样不断消耗金属铜，达到蚀刻的目的。（1) FeCl3＋Cu→FeCl2+CuCl；2) FeCl3＋CuCl→FeCl2＋CuCl；3) CuCl2＋Cu→2CuCl。）

8.2 简述氯化铁蚀刻液的工艺过程。

预蚀刻检查→蚀刻→水洗→浸酸处理→水洗→干燥→去除蚀层→热水洗→水冲洗→（刷洗）→干燥→检验

8.3 简述酸性氯化铜蚀刻液的组成、蚀刻原理。

酸性氯化铜蚀刻液的组成：氯化铜，盐酸，氯化钠，氯化铵。

蚀刻机理：该蚀刻剂是以二价铜离子与铜箔的铜进行氧化，使铜转变为一价离子，完成刻蚀的作用：Cu+CuCl2→2CuCl。当有足够数量的氯离子存在时，氯化铜首先形成铜氯络离子：CuCl2+2Cl-→〔CuCl4〕2-,CuCl42-具有很强的氧化性，它能使Cu氧化溶解进行蚀刻：Cu+ CuCl42-→2CuCl+2Cl-, CuCl直接被具有强络合能力的Cl-络合而溶解：CuCl+2Cl-→〔CuCl3〕2-。

8.4 简述酸性氯化铜蚀刻液各种因素对蚀刻工艺的影响。

1）氯离子浓度，

2）铜离子（Cu2+）浓度，随着铜离子浓度增加，相对蚀刻速度有所下降。

3）温度，随着温度升高，蚀刻速度加快。

8.5 简述酸性氯化铜蚀刻液的再生方法。

酸性氯化铜刻蚀液再生法：氧化法，利用氯气有强氧化的作用，是亚铜离子氧化为二价铜离子：2CuCl+Cl2→CuCl2；过氧化氢或次氯酸钠氧化，利用过氧化氢与次氯酸钠的强氧化性是铜离子氧化为二价铜离子；空气氧化，利用空气中含有丰富的氧，并具备一定的氧化性。

8.6 简述碱性氯化铜蚀刻液的组成及蚀刻机理。

达到蚀刻的目的。CuCl2＋4NH3→Cu(NH3)42++2Cl-；Cu(NH4)42++Cu→2Cu(NH3)2 ；同时，当溶液中存在氧时，一价铜氨络离子又被氧化为二价铜氨络离子：4Cu(NH3)2++8NH2+02+2H2O→4Cu(NH3)42+4OH-；因此，为使溶液反应能连续不断地工作，则必须使溶液中始终有过量的NH3和充分的O2 存在。

8.7 简述碱性蚀刻液的再生方法。

（1）结晶法将溶液冷却，使其中的铜盐结晶并沉淀出来，采用连续过滤的方法，除去。（2）萃取法一般使用的萃取剂“2－羟基－5－另辛基二苯甲洞肟”。

（3）酸化将用过的蚀刻液加入盐酸酸化处理

（4）碱化可向蚀刻液中加入过量的碱，提高溶液的PH值，使CuO沉淀出来

8.10 简述侧蚀、镀层突沿的定义及在蚀刻工艺过程中产生的原因。

侧蚀原因：在采用减成法或半加成法制造印制电路板时，在蚀刻工艺中，随着蚀刻向纵深方向发展的同时，铜导线的侧面地被腐蚀，这种现象成为“侧蚀”。侧蚀现象是蚀刻中不可避免地，只能设法减少，但不可能消除。

用金属作为抗蚀层的印制板，由于电镀时，电镀成功横向变宽，侧蚀后形成蘑菇状纵断面，镀层突出于铜导向外边，形成一个“房沿”状边沿称为“突沿”。

突沿的产生：1）电镀层的总厚度小于抗蚀层的厚度；2）电镀铜层的总厚度小于抗蚀层厚度，而电镀锡－铅合金层厚度与电镀铜层厚度之和大于抗蚀层厚度时，仅镀锡－铅合金的宽度增宽；3）电镀铜厚度超过抗蚀刻层厚度，这时不仅电镀铜层的线宽增宽而且以后的镀锡－铅合金层或其它金属镀层也要随之进一步增宽。