印制电路板制造中溶液浓度计算方法及应用

印制电路板制造中溶液浓度计算方法及应用

第一章 溶液浓度的计算方法

在印刷电路板制造技术中，各种解决方案占很大比重，对印刷电路板最终产品的质量起着关键作用。无论是购买还是自行匹配，都必须进行科学的计算。正确的计算可以保证各种溶液的组成在工艺范围内，这对保证产品质量起着重要作用。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. 体积比例浓度计算：

定义： 指溶质（或浓溶液）的体积与溶剂体积的比值。

例如，1：5 的硫酸溶液是 1 体积的浓硫酸和 5 体积的水的混合物。

2. 克浓度计算：

定义： 一升溶液中所含溶质的克数。

例如：100 克硫酸铜溶于 10 升水溶液中，请问 1 升的浓度是多少？

100/10 = 10 克/升

3. 重量百分比浓度计算

定义：表示为溶质重量占溶液总重量的百分比。

4. 革兰氏分子浓度的计算

定义：一升 1 克分子溶质以克表示。符号：M、n 代表溶质的克数，V 代表溶液的体积。

例如，如果 1 升中含有 1 克分子溶质的溶液含有 1 克分子溶质，则其革兰氏分子浓度为 1M;含 1/10 g 的分子为 0.1M，依此类推。

5. 当量浓度计算

定义：一升溶液中所含溶质的克当量。符号：N（克当量/升）。

这

等价的含义： 化合价： 反映通过元素等价的内在关系获得的丢失电子或公共电子对的数量。这完全是自然法则。它们之间的价、原子量和元素等效性形成相关系。

元素 = 原子量/化合价

例子：

钠当量 = 23/1 = 23 和铁当量 = 55.9/3 = 18.6

酸、碱、盐的等效计算方法：

当量一个酸 = 酸的分子量 / 酸分子中被金属取代的氢原子数

碱 B 的当量 = 碱的分子量 / 碱分子中所含的氢氧化物数量

C 盐当量 = 盐的分子量 / 盐分子中的金属原子数，金属价

6. 比重计算

定义：物体每单位体积的重量（单位为克/cm3）。

测定方法：比重计。

例子：

A. 求 100 ml 比重为 1.42 且含量为 69% 的浓硝酸溶液中硝酸的克数。

解： 从比重可以知道 1 毫升浓硝酸重 1.42 克，1.42 克的 69% 是硝酸的重量，所以里面有 1 毫升浓硝酸

硝酸的重量 = 1.42× （60/100） = 0.98（克）。

湾。需要准备 50 升 25 g/L 硫酸溶液，并询问硫酸应取多少体积，以 1.84% 硫酸含量为 98% 的比量

溶液：如果待制备的 50 升溶液中硫酸的重量为 W，则 W = 25 g/L 50 = 1250 g，通过比重和百分比浓度知道，1 ml 浓硫酸中的硫酸重量为：1.84× （98/100） = 18 （g）;然后测定浓硫酸的体积 1250/18 = 69.4 （ml）。

波美度到比重的转换方法：

A. 波美度 = 144.3- （144.3/比重）;B = 144.3/（144.3-波美）。

第二章 电镀常用的计算方法

在电镀过程中，计算涉及许多参数，例如镀层的厚度、电镀时间、电流密度和电流效率。当然，电镀面积的计算也很重要，为了保证印刷电路板表面和孔内部涂层的均匀性和一致性，需要准确计算所有的电镀面积。当前面积积分器（计算负片的板面积）和计算机计算软件的发展使印刷电路板表面和孔内部的面积更加精确。但是，有时有必要使用手动计算方法，这就是以下公式的用武之地。

这

涂层厚度的计算公式如下：（厚度代码：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）。

这

阴极电流密度的计算公式：（代码：，单位：安培/分米2）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 3 章 铜浸泡的质量控制方法

化学镀铜 （ ） 通常称为沉铜。印刷电路板孔金属化技术是印刷电路板制造技术的关键之一。严格控制孔的金属化质量是保证最终产品质量的前提，而控制铜层的质量是关键。日常常用的试验控制方法如下：

1. 化学铜浸泡速率的测定：

使用化学镀铜液对浸铜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腔或针孔;如果铜浸渍速度太快，涂层会很粗糙。因此，科学测定浸铜速率是控制浸铜质量的手段之一。以先灵提供的化学镀薄铜为例，介绍了确定铜浸铜速率的方法

（1） 材料：铜蚀刻后的环氧树脂基板，尺寸为 100×100 （mm）。

（2） 确定步骤：

A. 将样品在 120-140 °C 下烘烤 1 小时，并使用分析天平称量 W1 （g）;

B. 在 350-370 g/L 铬酐和 208-228 ml/L 硫酸（温度 65 °C）的混合物中腐蚀 10 分钟，用水清洗;

C. 在除铬废液（温度 30-40 °C）中处理 3-5 分钟，洗净;

D. 根据工艺条件在还原液中进行预浸、活化和处理;

E. 将铜浸入铜浸液（温度 25°C）中半小时并清洗;

F. 将样品在 120-140 °C 下烘烤 1 小时至恒重，称量 W2 （g）。

（3） 铜浸率的计算：

速率 = （W2-W1）104/8.93×10×10×0.5×2 （μm）。

（4） 比较和判断：

将测量结果与过程数据提供的数据进行比较和判断。

2. 测定蚀刻液蚀刻速率的方法

在通孔电镀之前，对铜箔进行微蚀刻，使微观粗糙化，以增加对铜层的附着力。为了保证刻蚀液的稳定性和铜箔刻蚀的均匀性，需要确定刻蚀速率，以确保其在工艺的指定范围内。

（1）材质：0.3mm覆铜箔层压、脱脂、刷板，切成100×100（mm）;

（2） 确定程序：

一个。样品在 30 °C 的温度下用过氧化氢 （80-100 g/L） 和硫酸 （160-210 g/L） 腐蚀 2 分钟，然后用去离子水清洗;

B. 在 120-140 °C 下烘烤 1 小时，恒重后称取 W2（g），腐蚀前按此条件称取 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 蚀刻时间 （min）。

（4） 判断：1-2μm/min 腐蚀速率为宜。（1.5-5 分钟铜 270-540 毫克）。

3. 玻璃布的测试方法

在孔金属化过程中，活化和浸铜是化学镀的关键工艺。虽然离子钯和还原液的定性和定量分析可以反映活化还原性能，但可靠性无法与玻璃布测试相提并论。铜浸在玻璃布中的条件是最苛刻的，活化、还原和沉铜溶液的性能可以最好地展示出来。简单介绍如下：

（1） 材料：玻璃布在 10% 氢氧化钠溶液中退浆。并切成 50×50 （mm），从周边末端去除一些玻璃丝，使玻璃丝散落。

（2） 测试步骤：

一个。样品按浸铜工艺处理;

B. 插入铜浸液中，10 秒后，玻璃布末端应完全浸入铜中，呈黑色或黑褐色，2 分钟后全部沉入，3 分钟后铜色加深;对于重铜，玻璃布的末端必须在 10 秒后完全浸入铜中，30-40 秒后，必须将所有铜沉入铜中。

C、判断：如果达到上述浸铜效果，说明活化、还原、浸铜性能好，反之差。

第 4 章 预浸料质量检测方法

预浸料是由树脂和载体组成的片材。树脂处于 B 相，在这里它是流体，可以在温度和压力的作用下快速固化并完成粘合过程，并与载体一起形成绝缘层。通常称为预浸料或粘合片材。为了确保多层印刷电路板的高可靠性和质量稳定性，有必要对半固体片材的特性进行质量测试（测试层压法）。预浸料特性分为两部分：层压前的特性和层压后的特性。层压前的主要特性是：树脂含量、流动性、挥发物含量和凝胶时间 （S）。层压的特点是：电性能、热冲击性能和可燃性。因此，在层压前检查预浸料的特性非常重要，以确保多层印刷电路板的高可靠性和层压工艺参数的稳定性。

1. 树脂含量 （%） 的测定

（1）试片的制作：根据预浸料纤维的方向：以45°角切成100×100（mm）的小试块;

（2）称量：使用精度为0.001克的天平称量Wh（克）;

（3）加热：在566.14°C的温度下加热炽灼60分钟，冷却后称取W2（克）;

（4） 计算方式：W1-W2

树脂含量 （%） = （W1-W2） /W1×100

2. 填料流速 （%） 测定：

（1）试样制作：根据预浸料纤维的方向，以45°角切成100×100（mm）小块，试样约20克;

（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：按压床加热板温度调节至171±3°C，当试片放入加热板时，压力大于14±2Kg/cm2，加热加压5分钟，除去流出的胶水，称取W2（克）;

（4） 计算：树脂流速 （%） = （W1-W2） / W1×100

3. 凝胶时间测定：

（1）试样制作：根据预浸料纤维的方向，以45°角切成50×50（mm）小块（每块约15克）;

（2）加热加压：将加热板温度调节至171±3°C，压力至35Kg/cm2，加压时间为15秒;

（3）测量：试件是从加压开始时间到固化时间的结果。

4. 内容并排设置：

（1）试样制作：根据预浸纤维的方向，以45°角切成100×100（mm）的块;

（2）称量：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°C加热15分钟，然后用天平称取W2（克）;

（4）计算方法：挥发分（%）=（W1-W2）/W1×100

第 5 章 常见电气特性和特性名称的说明

在印刷电路板制造技术方面，涉及许多技术术语和金属性能，包括物理和化学。机械等。仅介绍与电气和物理、机械性能和相关方面相关的常用术语。

金属的物理特性：见表 1：印刷电路板制造中常用金属物理特性的数据表。

印刷电路板制造中常用盐类的金属含量：见表 2：常用盐类的金属含量数据表。

常用的金属电化学等效物（参见表 3：电化学等效数据表）。

1 微米厚度的涂层重量数据表（见表 4）。

专有名词的解释：

（1）涂层硬度：指涂层对外力引起的局部表面变形的抵抗力。

（2） 镀层的内应力：电镀后，镀层产生的内应力导致阴极片弯曲到阳极（拉应力）或回到阳极（压应力）。

（3）涂层的延展性：金属或其他材料在受到外力作用时发生弹性或塑性变形而不开裂，称为涂层的延展性。

（4） 涂层的可焊性：在某些条件下，涂层很容易被熔融的焊料弄湿。

（5）模量：是单位应变的能力，系数高的模量往往是伸长率很低的硬质物质。

（6）应变：或伸长率，即每单位长度的伸长率。

（7） 介电常数：是聚合物的电容与空气或真空状态下的电容之比。

表 1：印刷电路板制造中常用金属物理特性的数据表

序列号金属名称 密度 g/cm2 熔点 °C 沸点 °C 比热容 20°CJ/g°C 线膨胀系数 20°C×10-6/°C 导热 w/cm°C 电阻率 μΩ/cm at 20°C

1 铜 8.96 1083 2595 0.3843 16.42 3.8644 1.63

2 铅 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 黄金 19.3 1062.7 2949 0.1290 14.4 2.9609 2.21

5 银牌 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：常用盐类含量数据表

盐的名称 分子式 金属含量 （%）

硫酸铜 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

硫酸镍 NiSO4 ·6H2O 22.3

锡酸钠 ·3H2O 44.5

氯化亚锡 SnCl2 ·2H2O 52.6

氟硼酸锡 Sn（BF4）2 40.6

碱性碳酸铜 CuCO3 ·铜（OH）2 57.5

表 3：电化学等效数据表

序列号 金属名称 符号 原子价 比重 原子量当量 当量 电化学当量

mg/库仑/安培-小时

1 金 Au 1 19.3 197.2 197.2 2.0436 7.357

2 金 Au 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 铜 1 8.93 63.54 63.54 0.658 2.372

5 Cu2 8.93 63.54 63.54 0.329 1.186

6 导联 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 4 7.33 118.70 118.70 0.307 1.107

表 4

序列号金属镀层名称 金属镀层重量

毫克/厘米2 克/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 6 章 常用化学品的性质

（1） 化学性质：

硫酸：H2SO4 - 无色油状液体，15°C时比重1.837（1.84）。 在 30-40°C 下烟熏;在 290 °C 下煮沸。 浓硫酸具有很强的吸水性，因此是一种优良的干燥剂。

硝酸：HNO3-无色液体，15°C时比重1.526，沸点86°C。 红色发烟硝酸是一种红棕色、高腐蚀性、透明液体，在空气中猛烈冒烟并吸收水分。

盐酸：HCl-无色有刺激性气味，在 17°C 时比重为 1.264（对空气）。 沸点-85.2。极易溶于水。

氯化金：红色结晶，易潮解。

硝酸银：AgNO3-无色菱形片状结晶，比重4.3551，在208.5°C熔化，燃烧时分解。如果没有有机物，灯就不工作，否则会变黑。溶于水和甘油。溶于醇、甲醇和异丙醇。几乎不溶于硝酸。有毒！

过硫酸铵：（NH4）2S2O8 - 无色微浅绿色片状结晶，易溶于水。

氯化亚锡：氯化亚锡2 是一种无色半透明的结晶物质（菱形晶系），比重为3.95，熔点为241°C，沸点为603.25°C。 溶于水、醇、醚、丙酮、氮杂苯和乙酸乙酯。在空气中相当稳定。

重铬酸钾： - 橙红色无水三斜晶系的针状结晶或层状结晶，比重为2.7，易溶于水。

王水：一种无色液体，很快就会变黄，具有极强的腐蚀性，并有氯气味。制备方法：将体积比重为1.19的3盐酸与体积比重为1.38-1.40的硝酸1.38-1.40混合在一起。

活性炭：黑色小颗粒（块状），有大量孔洞。1 克活性炭的表面积约为 10 或 1000 平方米，这决定了活性炭具有很高的吸附性。

氯化钠：NaCl-白色方形结晶或细结晶粉末，比重2. 1675，熔点800°C，沸点1440°C。 溶于水，不溶于醇。

碳酸钠： ·10H2O-无色透明单斜结晶，比重1.5;易溶于水，34°C时溶解度最大。

氢氧化钠：NaOH——无色结晶物，比重2.20，迅速吸收空气中的二氧化碳和水，潮解后变成碳酸钠。易溶于水。

硫酸铜：CuSO4·5H2O-三斜晶系的蓝色晶体，比重2.29。高于 100°C 时，它开始失去结晶水。在220°C时，生成无水硫酸铜，为白色粉末，比重为3.606，易吸水生成水合物。

硼酸：H3BO3- 是一种小的白色磷片，带有珠光珍珠，比重为 1.44。溶于水、醇 （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！

过尿酸钾：KnMO4- 易形成浅红紫色近黑色菱形晶体，具有金属光泽，比重 2.71。它是一种非常强的氧化剂，能溶于水，呈深紫色。

过氧化氢：H2O2 - 无色粘稠液体，比重1.465（0°C时），呈弱酸性反应。

氯化钯：PdCl2·2H2O- 红棕色菱形结晶，易失水。

氢氟酸：HF - 无色液体，易流动，强积湿，在 12.8 °C 时比重为 0.9879。 空气中烟雾弥漫。它的蒸汽具有很强的腐蚀性和毒性！

碱性碳酸铜：CuC03 ·Cu（OH）2-浅绿色细粒无定形粉末，比重为 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-橙红色单斜晶系结晶。比重 2.15。易溶于水和醇。

氨：氨为无色液体，比水轻，具有氨的独特气味和强碱性反应。

亚铁氰化钾（黄血盐）：K4Fe（CN）6·3H2O- 比重为1.88的淡黄色方片或八面体晶体。在空气中稳定。

铁氰化钾（红血盐）：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，生成K4Fe（CN）6。在碱性介质中是强氧化剂。

（2） 常用试纸的性能：

碘淀粉试纸：与氧化剂（尤其是游离卤化物）接触呈蓝色，因此可以检查这些物质。

刚果试纸：在酸性介质中变为蓝色，在碱性介质中变为红色（当 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，其颜色在酸性介质中变为蓝色，在碱性介质中变为红色。当 PH=6-7 时，颜色发生变化。

醋酸铅试纸：当暴露于硫化氢时，它会变黑（形成硫化铅），可用于检查痕量的硫化氢。

酚酞试纸：白色酚酞试纸在碱性介质中变为深红色。

橙黄色I试纸：在酸性介质中变成玫瑰红色，酸值在1.3-3.2范围内，然后由红色变为黄色。