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印制电路板用化学镀镍金工艺探讨(一)
[摘要] 本文在简单介绍印制板化学镀镍金工艺原理基础上，对化学镍金之工艺步骤、化学镍金之工艺控制、化学镍金之可焊性控制及工序常见问题分析进行了较为具体叙述。
[关键词] 印制电路板，化学镍金，工艺
1        序言
在一个印制电路板制造工艺步骤中，产品最终之表面可焊性处理，对最终产品装配和使用起着至关关键作用。
综观当今中国外，针对印制电路板最终表面可焊性涂覆表面处理方法，关键包含以下多个：Electroless Nickel and Immersion Gold
（1）       热风整平；
（2）       有机可焊性保护剂；
（3）       化学沉镍浸金；
（4）       化学镀银；
（5）       化学浸锡；
（6）       锡 / 铅再流化处理；
（7）       电镀镍金；
（8）       化学沉钯。
其中，热风整平是自阻焊膜于裸铜板上进行制作之制造工艺（SMOBC）采取以来，迄今为止使用最为广泛成品印制电路板最终表面可焊性涂覆处理方法。
对一个装配者来说，可能最关键是轻易进行元器件集成。任何新印制电路板表面可焊性处理方法应该能担当N次插拔之重担。除了集成轻易之外，装配者对待处理印制电路板表面平坦性也很敏感。和热风整平制程所加工焊垫之较恶劣平坦度相关漏印数量，是改变此种表面可焊性涂覆处理方法原因之一。
镀镍/金早在70年代就应用在印制板上。电镀镍/金尤其是闪镀金、镀厚金、插头镀耐磨Au-Co 、Au-Ni等合金至今仍一直在带按键通讯设备、压焊印制板上应用着。但它需要“工艺导线”达成互连，受高密度印制板SMT安装限制。90年代，因为化学镀镍/金技术突破，加上印制板要求导线微细化、小孔径化等，而化学镀镍/金，它含有镀层平坦、接触电阻低、可焊性好，且有一定耐磨等优点，尤其适合打线（Wire Bonding）工艺印制板，成为不可缺乏镀层。但化学镀镍/金有工序多、返工困难、生产效率低、成本高、废液难处理等缺点。
铜面有机防氧化膜处理技术，是采取一个铜面有机保焊剂在印制板表面形成之涂层和表面金属铜产生络合反应，形成有机物-金属键，使铜面生成耐热、可焊、抗氧化之保护层。现在，其在印制板表面涂层也占有一席之地，但此保护膜薄易划伤，又不导电，且存在下道测试检验困难等缺点。
现在，伴随环境保护意识增强，印制板也朝着三无产品（无铅、无溴、无氯）方向前进，以后采取化学浸锡表面涂覆技术厂家会越来越多，因其含有优良多重焊接性、很高表面平整度、较低热应力、简易制程、很好操作安全性和较低维护费。但其所形成之锡表面耐低温性（-55℃）尚待深入证实。
伴随SMT技术之快速发展，对印制板表面平整度要求会越来越高，化学镀镍/金、铜面有机防氧化膜处理技术、化学浸锡技术采取，以后所占百分比将逐年提升。本文将着重介绍化学镀镍金技术。

2        化学镀镍金工艺原理
化学镀镍金最早应用于五金电镀表面处理，以后以次磷酸钠（NaH2PO2）为还原剂酸性镀液，逐步利用于印制板业界。中国港台地域起步较早，而大陆则较晚，于1996年前后才开始化学镀镍金批量生产。
2.1   化学镀镍金之催化原理
作为化学镍沉积，必需在催化状态下，才能发生选择性沉积。铜原子因为不含有化学镍沉积催化晶种特征，所以需经过置换反应，使铜面沉积所需要催化晶种。
（1）钯活化剂
Pd2+ + Cu → Pd + Cu2+
（2）钌活化剂
Ru2+ + Cu → Ru + Cu2+
2.2 化学镀镍原理
化学镀镍是借助次磷酸钠（NaH2PO2）在高温下（85~100℃），使Ni2+ 在催化表面还原为金属，这种新生Ni 成了继续推进反应进行催化剂，只要溶液中多种原因得到控制和补充，便可得到任意厚度镍镀层。完成反应不需外加电源。
以次磷酸钠为还原剂酸性化学镀镍反应比较复杂，以下列四个反应加以说明：
H2PO2— + H2O → H + + HPO32— + 2 H
Ni2+ + 2 H → Ni + 2 H +
H2PO2— + H → H2O + OH— + P
H2PO2— + H2O → H + + HPO32— + H2
由上可见，在催化条件下，化学反应产生镍沉积同时，不仅伴伴随磷（P）析出，而且产生氢气（H2）逸出。
另外，化学镀镍层厚度通常控制在4~5μm，其作用同金手指电镀镍一样，不仅对铜面进行有效保护，预防铜迁移，而且含有一定硬度和耐磨性能，同时拥有良好平整度。
在镀件浸金保护后，不仅能够替换拔插不频繁金手指用途（如电脑内存条），同时还能够避免金手指周围连接导电线处斜边时所遗留之裸铜切口。
2.3 浸金原理
镍面上浸金是一个置换反应。当镍浸入含Au（CN）2—溶液中，立即受到溶液浸蚀抛出2个电子，并立即被Au（CN）2—所捕捉而快速在镍上析出Au：
2 Au（CN）2— + Ni → 2 Au + Ni2+ + 4 CN —
浸金层厚度通常在0.03~0.1μm之间，但最多不超出0.15μm。其对镍面含有良好保护作用，而且含有很好接触导通性能。很多需按键接触电子器械（如手机、电子字典），全部采取化学浸金来保护镍面。
另外需指出，化学镀镍/金镀层焊接性能是由镍层来表现，金只是为了保护镍可焊性能而提供。作为可焊镀层金厚度不能太高，不然会产生脆性和焊点不牢故障，但金层太薄防护性能变坏。

毛晓丽 (南京职业信息技术学院，南京,210013)

印制电路板用化学镀镍金工艺探讨(二)
3 化学镀镍金工艺步骤
作为化学镀镍金步骤，只要含有以下6个工作站就可满足其生产要求：
除油（3~7min）→ 微蚀（1~2min）→ 预浸（0.5~1.5min）→ 活化（2~6min）→ 沉镍（20~30min）→ 浸金（7~11min）
3.1 安美特（Atotech）企业化学镀镍金Aurotech工艺步骤
    Aurotech 是安美特企业开发化学镀镍/金制程商品名称。适适用于制作阻焊膜以后印制电路板裸铜区域（通常是焊脚或连接盘导通孔）进行选择性镀覆化学法。
Aurotech 工艺能在裸露铜表面和金属化孔内沉积均匀化学镍/金镀层，即使是高厚径比小孔也如此。Aurotech 还尤其用于超细线电路，经过边缘和侧壁最好覆盖达成完全抗蚀保护，同热风整平相比较，Aurotech 没有尤其高温度，印制板基材不会产生热应力变形。另外，热风整平对通孔拐角处覆盖较差，而化学镀镍/金却很好。
和有机可焊涂层相比较，除了熔焊性能之外，Aurotech 镀层还含有好搭接焊、接触导通和散热功效。Aurotech 工艺步骤及操作参数见表1。
表1  Aurotech 之工艺步骤及操作参数
  工序号  工序名称   药品名称 配制浓度 PH值 温度 处理时间
1 酸性清洁剂 CupraprosH2SO4（d=1.84） 100ml/L10ml/L <1 35~40°C 4~6¢
 3级逆流水洗 自来水    3~4¢
2 微蚀 Na2S2O8H2SO4（d=1.84） 100g/L20ml/L <1 25~35°C 2~3¢
 3级逆流水洗 自来水    3~4¢
3 预浸 H2SO4（d=1.84） 50ml/L <1 22~32°C 3~5¢
 活化 Aurotech-activatorH2SO4（d=1.84） 200ml/L50ml/L <1 23~25°C 1~2¢
 3级逆流水洗 去离子水    3~4¢
4 化学镀镍 Aurotech CNN Mod配制液Aurotech CNN A 补充剂浓NH3水 150ml/L60ml/L15~20ml/L 4.8~5.3 82~90°C 20~30¢
 化学镀镍 备用槽    
 3级逆流水洗 去离子水    3~4¢
5 化学浸金 Aurotech SF配制液Aurotech 起始液K[Au（CN）2]（Au68.3%） 238ml/L2ml/L3g/L 4.0~5.0 72~80°C 10~15¢
 回收 去离子水    1~2¢
 2级逆流水洗 去离子水    2~3¢
 热水洗 去离子水    0.5~1¢
 烘干

4 化学镀镍/金之工艺控制
4.1 除油槽
通常情况下，印制板化学镀镍/金采取酸性除油剂来处理待加工印制板，其作用在于去除铜面之轻度油脂及氧化物，达成铜面清洁及增加润湿效果目标。它应该含有不伤阻焊膜、低泡型及易水洗特征。
4.2 微蚀槽
微蚀目标，在于清洁铜表面之氧化及前工序遗留残渣，保持铜面新鲜及增加化学镀镍层密着性。常见微蚀液为酸性过硫酸钠溶液，参见表1。
4.3 预浸槽
预浸槽在制程中没有尤其作用，只是维持活化槽酸度和使铜面在新鲜状态下（无氧化物），进入活化槽。
4.4 活化槽
活化作用，是在铜面析出一层钯，作为化学镀镍起始反应之催化晶核。如前所述，其形成过程为Pd和Cu化学置换反应。
工艺控制需关心问题有：钯槽稳定性问题、活化槽硝槽处理问题、增加后浸处理问题和活化后水洗问题。
4.5 化学镀镍槽
化学镀镍是经过在Pd催化作用下，NaH2PO2水解生成原子态H，同时H原子在Pd催化条件下，将Ni2+还原为单质Ni而沉积在裸铜面上过程。
工艺控制需关心问题有：磷含量问题、溶液PH值控制问题、镍槽寿命控制问题、溶液活性和稳定剂关系问题、溶液负载量（Loading factor）问题、镀镍槽配制问题、程式选择问题和槽内壁镍层之去除问题。
4.6 化学浸金槽
 1）金槽之Au络合剂、PH值、SG、温度、浸渍时间要控制好。
    在通常情况下，浸金槽浸渍时间设定在7~11分钟，操作温度控制在80~90℃，能够依据用户要求，经过调整温度来控制金厚。
    2）沉积速率和浸金厚度问题
    以励乐企业“RONMERSE  SMT 药水”为例，其沉积速率通常控制在0.05μm/ 5min，使金层厚度最小为0.03μm，最大为0.12μm，此金层能预防镍底不被氧化。
    3）使用寿命问题
    因为化学浸金是一个置换式反应过程，伴随金不停在镍底基上沉积，其反应速度逐步下降，所以需注意浸金液寿命，对于励乐企业“RONMERSE  SMT 药水”体系，大约在3MTO，超出它要立即进行更换。
    4）金回收处理问题
为了节省成本，金槽后需加装回收水洗，同时还能减轻对环境污染。
5 化学镀镍/金可焊性控制
   5.1金层厚度对可焊性和腐蚀影响
    在化学镀镍/金上，不管是施行锡膏熔焊或随即波峰焊，因为金层很薄，在高温接触一瞬间，金快速和锡形成“界面合金共化物”（如AuSn、AuSn2 、AuSn 3等）而熔入锡中。故所形成焊点，实际上是着落在镍表面上，并形成良好Ni-Sn合金共化物Ni3Sn4，而表现固着强度。换言之，焊接是发生在镍面上，金层只是为了保护镍面，预防其钝化（氧化）。所以，若金层太厚，会使进入焊锡金量增多，一旦超出3%，焊点将变脆性反而降低其粘接强度。
    据资料报导，当浸镀金层厚度达0.1μm时，没有或极少有选择性腐蚀；金层厚度达0.2μm时，镍层发生腐蚀；当金层厚度超出0.3μm时，镍层里发生强烈不可控制腐蚀。
  5.2镍层中磷含量影响
    化学镀镍层品质决定于磷含量大小。磷含量较高时，可焊性好，同时其抗蚀性也好，通常可控制在7~9%。当镍面镀金后，因Ni-Au层Au层薄、疏松、孔隙多，在潮湿空气中，Ni为负极，Au为正极，因为电子迁移产生化学电池式腐蚀，又称焦凡尼式腐蚀，造成镍面氧化生锈。严重时，还会在第二次波峰焊以后发生潜伏在内黑色镍锈，造成可焊性劣化和焊点强度不足。原因是Au面上助焊剂或酸类物质经过孔隙渗透镍层。假如此时镍层中磷含量合适（最好7%），情况会改善。
   5.3镍槽液老化影响
    镍槽反应副产物磷酸钠（根）造成槽液“老化”，污染溶液。镍层中磷含量也随之升高。老化槽液中，阻焊膜渗出有机物量增高，沉积速度减慢，镀层可焊性变坏。这就需要更换槽液，通常在金属追加量达4~5MTO时，应更换。
  5.4 PH值影响
    过高PH，使镀层中磷含量下降，镀层抗蚀性不良，焊接性变坏。对于安美特企业之Aurotech （酸性）镀镍/金体系，通常要求PH不超出5.3，必需时可经过稀硫酸降低PH。
  5.5稳定剂影响
    稳定剂可阻止在阻焊Cu焊垫之间基材上析出镍。但必需注意，太多时不仅减低镍沉积速度，还会危害到镍面可焊性。
  5.6不合适加工工艺影响
    为了降低Ni/Au所受污染，烘烤型字符印刷应安排在Ni/Au工艺之前。光固型字符油墨不宜稀释，而且也应安排在Ni/Au工艺之前进行。
    做好Ni/Au以后，不宜返工，也不宜进行任何酸洗，因为这些做法全部会使镍层埋伏下氧化危险，危及可焊性和焊点强度。
   5.7两次焊接影响
对低级卡板只做一次焊接，通常不会有问题。但如笔记型电脑主板、手机或PC等高级板，通常需两次焊接。
第一次焊接后，助焊剂残余会浸蚀镍层。第二次焊接高温会促进氧化甚至变黑，其固有强度变坏，无法经过振动试验。碰到这种情况，只能从槽液管理上入手进行改善，使镀镍层含有愈加好抗蚀性能。
6 化学镀镍/金和其它表面镍金工艺
    化学镀镍/金除了通常所指之化学镀薄金外，应打金线等需求，又派生出化学厚金工艺；出于耐磨导电等性能要求，也派生出化学镀镍金后电镀厚金工艺；针对HDI板BGA位拉力要求，也派生出选择性沉金工艺。
6.1 化学厚金工艺
1） 工艺步骤
    除油®水洗®微蚀®水洗®预浸®活化®水洗®沉镍®水洗®化学薄金®回收®水洗 ®化学厚金®回收®水洗®干板
2） 化学厚金之特点
    化学厚金是指在还原条件下，金离子被还原为金单质（还原剂同化学镀薄金），均匀沉积在化学薄金上面，在自催化作用下，达成所需要厚度。
    通常情况下，印制板化学厚金金厚控制在20μin左右。一些情况下，也有超出30μin金厚。
3）工艺控制
    化学厚金最关键是成本问题，所以，反应速度控制尤为关键。络合剂、还原剂、稳定剂和温度，是影响反应速度关键原因。
6.2 沉金金手指电镀工艺
1）工艺步骤
阻焊膜®沉镍金®干板®包胶纸®电镀金®去胶纸
其中，电镀金为以下工艺步骤：
酸洗®水洗®刷磨®水洗®活化®水洗®镀金®回收®水洗®干板
2）沉金金手指电镀特点
    沉金金手指这种类型板，在制作过程中，先将整板露铜部分，包含金手指部分进行化学镀镍金。然后，单独将金手指按用户要求之厚度进行电镀金。
这种工艺步骤简单，性能可靠，既能满足用户元件粘贴要求，又能满足插接性能。
3）工艺控制
    包蓝胶纸时，一定要预防药水渗漏，避免金药水污染。另外，电镀厚金前，一定要将被镀表面磨刷洁净，不然会引发分层。刷磨时，不可吝啬沉金层浪费，刷磨效果越好，电镀金层结协力越牢靠。
6.3 选择性沉金工艺
1）工艺步骤
阻焊膜®干菲林®曝光®显影®干板®沉镍金®褪菲林®干板®有机保焊涂敷
2）选择性沉金特点
    选择性沉金既含有元件粘贴平整特点，又含有良好装配焊接性能。同时，针对HDI板BGA位等小型Pad位采取有机保焊涂覆（如Cu106），避免因Pad位太小而造成镍金拉力不足缺点。而且，选择性沉金成本低于整板沉金，是一个很有发展潜力工艺。
3）工艺控制
干菲林是专用于沉镍金类型，它不仅应含有耐高温药液能力，且须含有良好掩孔能力。因为沉镍金疏孔不足，其表面对微蚀药水很敏感，极易造成镍层腐蚀。所以，在有机保焊涂覆制程中，微蚀率应在确保铜面清洁前提下，控制越低越好。能够采取贴红胶纸制板，最好能象喷锡板那样，贴红胶纸加以保护。
作者：毛晓丽

印制电路板用化学镀镍金工艺探讨(三)
7 化学镀镍/金常见问题分析
因为化学镍/金制程敏感，化学镍/金板用途多个多样，且对表观要求极严，所以化学镀镍/金生产中所碰到问题很多。其中常见部分问题及处理方法参见下表2。

表2 化学镀镍/金常见问题及处理
问题
原因
处理方法
可焊性差
1）金层太厚或太薄；
2）沉金后受数次热冲击；
3）最终水洗不洁净；
4）镍槽生产超出6MTO。
1）调整参数，使厚度在：0.05~0.15μm；
2）出板前用酸及DI水清洗；
3）更换水洗槽；
4）保持4~5MTO生产量。
Ni/Cu结协力差
1）前处理效果差；
2）一次加入镍成份太高
1）检验微蚀量及更换除油槽；
2）用光板拖缸20~30min
Au/Ni结协力差
1）金层腐蚀；
2）金槽、镍槽之间水洗PH>8
3）镍面钝化
1）升高金槽PH值；
2）检验水质量；
3）控制镀镍后沉金前打气及停留时间
漏镀
1）活化时间不足；
2）镍槽活性不足
1）提升活化时间；
2）使用校正液，提升镍槽活性
渗镀
1）蚀刻后残铜；
2）活化后镍槽前水洗不足；
3）活化剂温度过高；
4）钯浓度太高；
5）活化时间过长；
6）镍槽活性太强
1）反馈前工序处理；
2）延时水洗或加大空气搅拌；
3）降低温度至控制范围；
4）降低浓度至控制范围；
5）降低活化时间；
6）合适使用稳定剂
镍厚偏低
1）PH 太低；
2）温度太低；
3）拖缸不足；
4）镍槽生产超6MTO
1）调高PH值；
2）调高温度；
3）用光板拖缸20~30min；
4）更换镍槽
金厚偏低
1）镍层磷含量高；
2）金槽温度太低；
3）金槽PH值太高；
4）开新槽时起始剂不足
1）提升镍槽活性；
2）提升温度；
3）降低PH值；
4）合适加入起始剂

作者：毛晓丽

多个不一样工艺PCB步骤介绍
*单面板工艺步骤 
下料磨边→钻孔→外层图形→（全板镀金）→蚀刻→检验→丝印阻焊→（热风整平）→丝印字符→外形加工→测试→检验
*双面板喷锡板工艺步骤 
下料磨边→钻孔→沉铜加厚→外层图形→镀锡、蚀刻退锡→二次钻孔→检验→丝印阻焊→镀金插头→热风整平→丝印字符→外形加工→测试→检验 
*双面板镀镍金工艺步骤 
下料磨边→钻孔→沉铜加厚→外层图形→镀镍、金去膜蚀刻→二次钻孔→检验→丝印阻焊→丝印字符→外形加工→测试→检验
*多层板喷锡板工艺步骤 
下料磨边→钻定位孔→内层图形→内层蚀刻→检验→黑化→层压→钻孔→沉铜加厚→外层图形→镀锡、蚀刻退锡→二次钻孔→检验→丝印阻焊→镀金插头→热风整平→丝印字符→外形加工→测试→检验
*多层板镀镍金工艺步骤 
下料磨边→钻定位孔→内层图形→内层蚀刻→检验→黑化→层压→钻孔→沉铜加厚→外层图形→镀金、去膜蚀刻→二次钻孔→检验→丝印阻焊→丝印字符→外形加工→测试→检验
*多层板沉镍金板工艺步骤 
下料磨边→钻定位孔→内层图形→内层蚀刻→检验→黑化→层压→钻孔→沉铜加厚→外层图形→镀锡、蚀刻退锡→二次钻孔→检验→丝印阻焊→化学沉镍金→丝印字符→外形加工→测试→检验

印制电路板可制造性--地线设计
现在电子器材用于各类电子设备和系统仍然以印制电路板为关键装配方法。实践证实，即使电路原理图设计正确，印制电路板设计不妥，也会对电子设备可靠性产生不利影响。比如，假如印制板两条细平行线靠得很近，则会形成信号波形延迟，在传输线终端形成反射噪声。所以，在设计印制电路板时候，应注意采取正确方法。
    地线设计
    在电子设备中，接地是控制干扰关键方法。如能将接地和屏蔽正确结合起来使用，可处理大部分干扰问题。电子设备中地线结构大致有系统地、机壳地（屏蔽地）、数字地（逻辑地）和模拟地等。在地线设计中应注意以下几点：
1.正确选择单点接地和多点接地
    　　在低频电路中，信号工作频率小于1MHz，它布线和器件间电感影响较小，而接地电路形成环流对干扰影响较大，所以应采取一点接地。当信号工作频率大于10MHz时，地线阻抗变得很大，此时应尽可能降低地线阻抗，应采取就近多点接地。当工作频率在1～10MHz时，假如采取一点接地，其地线长度不应超出波长1/20，不然应采取多点接地法。
2.将数字电路和模拟电路分开
    　　电路板上现有高速逻辑电路，又有线性电路，应使它们尽可能分开，而二者地线不要相混，分别和电源端地线相连。要尽可能加大线性电路接地面积。
3.尽可能加粗接地线
    　　若接地线很细，接地电位则随电流改变而改变，致使电子设备定时信号电平不稳，抗噪声性能变坏。所以应将接地线尽可能加粗，使它能经过三在印制电路板许可电流。如有可能，接地线宽度应大于3mm。
4.将接地线组成闭环路
     　　设计只由数字电路组成印制电路板地线系统时，将接地线做成闭环路能够显著提升抗噪声能力。其原因在于：印制电路板上有很多集成电路元件，尤其遇有耗电多元件时，因受接地线粗细限制，会在地结上产生较大电位差，引发抗噪声能力下降，若将接地结组成环路，则会缩小电位差值，提升电子设备抗噪声能力

印制电板路设计中工艺缺点
一、焊盘重合 
1、焊盘（除表面贴焊盘外）重合，意味孔重合，在钻孔工序会因为在一处数次钻孔造成断钻头，造成孔损伤。 
2、多层板中两个孔重合，如一个孔位为隔离盘，另一孔位为连接盘（花焊盘），这么绘出底片后表现为隔离盘，造成报废。
　　 二、图形层滥用
1、在部分图形层上做了部分无用连线，原来是四层板却设计了五层以上线路，使造成误解。 
2、设计时图省事，以Protel软件为例对各层全部有线用Board层去画，又用Board层去划标注线，这么在进行光绘数据时，因为未选Board层，遗漏连线而断路，或会因为选择Board层标注线而短路，所以设计时保持图形层完整和清楚。 
3、违反常规性设计，如元件面设计在Bottom层，焊接面设计在Top，造成不便。 
　　三、字符乱放
1、字符盖焊盘SMD焊片，给印制板通断测试及元件焊接带来不便。 
2、字符设计太小，造成丝网印刷困难，太大会使字符相互重合，难以分辨。 
　　四、单面焊盘孔径设置 
1、单面焊盘通常不钻孔，若钻孔需标注，其孔径应设计为零。假如设计了数值，这么在产生钻孔数据时，此位置就出现了孔座标，而出现问题。 
2、单面焊盘如钻孔应特殊标注。 
　　五、用填充块画焊盘 
用填充块画焊盘在设计线路时能够经过DRC检验，但对于加工是不行，因这类焊盘不能直接生成阻焊数据，在上阻焊剂时，该填充块区域将被阻焊剂覆盖，造成器件焊装困难。 
　　六、电地层又是花焊盘又是连线 
因为设计成花焊盘方法电源，地层和实际印制板上图像是相反，全部连线全部是隔离线，这一点设计者应很清楚。 这里顺便说一下，画几组电源或多个地隔离线时应小心，不能留下缺口，使两组电源短路，也不能造成该连接区域封锁（使一组电源被分开）。 
　　七、加工层次定义不明确 
1、单面板设计在TOP层，如不加说明正反做，可能制出来板子装上器件而不好焊接。 
2、比如一个四层板设计时采取TOP mid1、mid2 bottom四层，但加工时不是按这么次序放置，这就要求说明。 　
　　 八、设计中填充块太多或填充块用极细线填充 
1、产生光绘数据有丢失现象，光绘数据不完全。 
2、因填充块在光绘数据处理时是用线一条一条去画，所以产生光绘数据量相当大，增加了数据处理难度。 
　　九、表面贴装器件焊盘太短 
这是对通断测试而言，对于太密表面贴装器件，其两脚之间间距相当小，焊盘也相当细，安装测试针，必需上下（左右）交错位置，如焊盘设计太短，即使不影响器件安装，但会使测试针错不开位。 
　　十、大面积网格间距太小组成大面积网格线同线之间边缘太小（小于0.3mm），在印制板制造过程中，图转工序在显完影以后轻易产生很多碎膜附着在板子上，造成断线。 
　　十一、大面积铜箔距外框距离太近 
大面积铜箔距外框应最少确保0.2mm以上间距，因在铣外形时如铣到铜箔上轻易造成铜箔起翘及由其引发阻焊剂脱落问题。 
　　十二、外形边框设计不明确 
有用户在Keep layer、Board layer、Top over layer等全部设计了外形线且这些外形线不重合，造成pcb生产厂家极难判定以哪条外形线为准。 
　　十三、图形设计不均匀在进行图形电镀时造成镀层不均匀，影响质量。 
　　十四、异型孔太短异形孔长/宽应≥2：1，宽度应>1.0mm，不然，钻床在加工异型孔时极易断钻，造成加工困难，增加成本

PCB电测技术分析
一、电性测试
PCB板在生产过程中，难免因外在原因而造成短路、断路及漏电等电性上瑕疵，再加上PCB不停朝高密度、细间距及多层次演进，若未能立即将不良板筛检出来，而任其流入制程中，势必会造成更多成本浪费，所以除了制程控制改善外，提升测试技术也是能够为PCB制造者提供降低报废率及提升产品良率处理方案。
在电子产品生产过程中，因瑕疵而造成成本损失，在各个阶段全部有不一样程度，越早发觉则补救成本越低。" The Rule of 10's "就是一个常被用来评定PCB在不一样制程阶段被发觉有瑕疵时补救成本。举例而言，空板制作完成后，若板中止路能实时检测出来，通常只需补线即可改善瑕疵，或至多损失一片空板；不过若未能被检测出断路，待板子出货至下游组装业者完成零件安装，也过炉锡及IR重熔，然而却在此时被检测发觉线路有断路情形，通常下游组装业者会向让空板制造企业要求赔偿零件费用、重工费、检验费等。若更不幸，瑕疵板子在组装业者测试仍未被发觉，而进入整体系统成品，如计算机、手机、汽车零件等，这时再作测试才发觉损失，将是空板立即检出百倍、千倍，甚至更高。所以，电性测试对于PCB业者而言，为就是及早发觉线路功效缺点板子。
下游业者通常会要求PCB制造厂商作百分之百电性测试，所以会和PCB制造厂商就测试条件及测试方法达成一致规格，所以双方会先就以下事项清楚定义出来：
1、 测试资料起源和格式
2、 测试条件，如电压、电流、绝缘及连通性
3、 设备制作方法和选点
4、 测试章
5、 修补规格
在PCB制造过程中，有三个阶段必需作测试：
1、 内层蚀刻后
2、 外层线路蚀刻后
3、 成品
每个阶段通常会有2~3次100%测试，筛选出不良板再作重工处理。所以，测试站也是一个分析制程问题点最好资料搜集起源，经由统计结果，能够取得断路、短路及其它绝缘问题百分比，重工后再行检测，将数据资料整理以后，利用具管方法找出问题根源，加以处理。
二、电测方法和设备
电性测试方法有：专用型(Dedicated)、泛用型(Universal Grid)、飞针型(Flying Probe)、非接触电子束(E-Beam)、导电布(胶)、电容式(Capacity)及刷测(ATG-SCAN MAN)，其中最常使用设备有三种，分别是专用测试机、泛用测试机及飞针测试机。为了更了解多种设备功效，以下将分别比较三种关键设备特征。
1、专用型(Dedicated)测试
专用型测试之所以为专用型，关键是因为其所使用治具(Fixture, 如电路板进行电性测试针盘)仅适适用于一个料号，不一样料号板子就无法测试，而且无法回收使用。测试点数方面，单面板在10,240点、双面各8,192点以内均可作测试，在测试密度方面，因为探针头粗细关系，较适合利用于 pitch以上板子。
2、泛用型(Universal Grid)测试
泛用型测试基础原理是PCB线路版面是依据格子(Grid)来设计，通常所谓线路密度就是指grid距离，也就是以间距(Pitch)来表示(部份时候也可用孔密度 来表示)，而泛用测试就是依据此一原理，依据孔位置以一G10基材作Mask，只有在孔位置探针才能穿过Mask进行电测，所以治具制作简易而快速，而且探针可反复使用。泛用型测试含有极多测点标准Grid固定大型针盘，可分别按不一样料号而制作活动式探针针盘，量产时只要改换活动针盘，就能够对不一样料号量产测试。另外，为确保完工PCB板线路系统通畅，需在使用高压电(如250V)多测点泛用型电测母机上，采取特定接点针盘对板子进行Open/Short电性测试，此种泛用型测试机称之为「自动化测试机」 (ATE, Automatic Testing Equipment)。
泛用型测试点数通常在1万点以上，测试密度在 或是 测试称为on-grid测试，若是利用于高密度板，因为间距太密，已脱离on-grid设计，所以属于off-grid测试，其治具就必需要特殊设计，通常泛用型测试测试密度可达 QFP。
3、飞针(Flying Probe)测试
飞针测试原理很简单，仅仅需要两根探针作x、y、z移动来逐一测试各线路两个端点，所以不需要另外制作昂贵治具。不过因为是端点测试，所以测速极慢，约为10~40 points/sec，所以较适合样品及小量产；在测试密度方面，飞针测试可适适用于极高密度板( )，如MCM。

内层线路油墨水平滚涂工业
A无尘室要求 

    无尘室含尘量控制在1万级（每一立方米里面有一万个尘埃），湿度控制在45-
55%，温度控制在.19-21℃，地面必需能抗腐蚀且不导电。

B内层线路油墨设备   

    全自动电脑控制热风烘干涂布线.(WKK代理systronic系列滚涂线)

    7KW全自动或半自动非平行光曝光机.(志聖、AP-30、美国ORC等机型)

    DES拉要求用2M长显影缸,不要显影后新药水清洗段,3M长水洗段,不带烘干
段，3.0M长褪膜段。(宇宙PCB、TCM等机型)

前处理用磨板机或用化学清洗线(IS、宇宙PCB、TCM等机型)。

C物料

油墨(WKK代理HTP-120、Shipley企业SN-50系列油墨)。

    板子必需用除油剂除出铜表面油污,再用过硫酸钠或研磨(磨痕在10MM)清洁、
粗化铜面,经过酸洗后不仅使铜面活化,而且能够确保后面循环水洗PH值在7-8之
间,使涂油前铜面是中性或碱性,使油墨和铜面有愈加好附着力，前处理后板子必
须在1小时内生产完。

涂油

粘尘→涂油墨→四段遂道烘干→两段冷却→收板。

    板子出前处理后，必需经过两级粘尘进入涂油机，当板子进入涂油机后会伴随机
器斜制送板滚轮自动靠设置有涂油感应器固定边将板子送入涂布轮，板子走进涂
布轮时，感应器感应到板子上铜面后上涂布轮自动下压，将需要涂油板子夹在上
下涂布轮之间进行涂油，涂好板子由烘干段滚动链条上夹子夹住送入烘干段，
当板子完成涂油后上涂布轮会自动松开来涂下一块板子。在生产中有灰尘和垃圾由板
子带入油墨中，为了确保没有垃圾和油墨一起涂到板子上，在油墨缸和涂布轮之间加
装5UM过滤芯循环过滤油墨缸泵到涂布上油墨。油墨新开缸时用新PMA清洗油膜
缸，待PMA倒出来后用洁净无尘纸抹洁净缸里残留PMA后加入新油墨，搅拌30分钟
后用4号粘度杯来测量粘度在160-200秒(HTP-120油墨)，10号杯测量粘度在40-60秒
(SN-50油墨),当粘度超出控制范围时,用低挥发性PMA来调整油墨粘度,已经设置好
粘度感应器会自动添加PMA来稀释油墨,确保粘度在控制范围内.在此粘度时用42TPI
滚轮(1inch内有46条V型刻纹涂布轮)涂油,干燥后油墨厚度在8-10UM之间,此厚度
能提供足够解像度1mil/1mil和抗酸性蚀刻。

干燥

    涂好油板子由烘干段滚动链条夹子夹住送入烘干段，经过一段PMA挥发、一段
预烘两段固化、两段冷却后完成整个干燥过程；在涂好油板子入干燥段进行干燥
时，油墨里面PMA会释出表面挥发，使油墨不能有效干燥。为了使油墨能有效干
燥，最少提供风量为600M3/Hr，且板面温度不能超出90℃，所以必需提供良好温度
曲线使油墨在45秒钟内完成干燥。

冷却

    为预防干燥后带高温板子进入低温冷却段进行冷却时有水气结于板面应用湿
度为45-55%空气给板冷却。

收板

    把从冷却后板子用双手接板,并检验板子两面涂油墨质量，有没有垃圾及其它
品质情况，再把板子叠放在30度角放板车上，每60块为一叠，叠得太多会压坏油
墨。叠板时不要板子和板子之间产生磨擦，板和板四边要在同一位置，注意预防油
墨擦花。

曝光

    干燥冷却后板子能够直接曝光不须静置，用非平行光曝光机进行曝光，因非平
行光曝光机用点光源在曝光时不仅能够穿透Mylar、板子上灰尘，而且还能够克服
在光阻表层尘埃，降低线路缺口或开路。操作条件以下：

设备用5000-7000W非平行曝光机。

曝光能量在75-150mj/m2，用21格曝光尺曝光格数为6格残膜。

抽真空度>650Hg/m3。

曝光太面温度<30℃。

    以上条件操作显影后线宽线隙能达成1mil/mil，在操作中要尤其清洁曝光玻
璃、Mylar上垃圾，降低不良品产生。

显影

    曝光后板子必需经过显影把未曝光油墨用碱性碳酸钠溶液冲走,显影出要求
图像,因油墨表面没有保护膜,操作时尤其要注意擦化问题。提议操作条件以下：

碳酸钠浓度------0.8~1.0%

温度---------------30-35℃

喷压---------------1-2 bar

显影时间---------30-60秒

显影点------------20-50%

蚀刻

适适用于通常酸性蚀刻（氯化铜、氯化铁）

褪墨

    经过显影、酸性蚀刻后板子上油墨必需除去，露出需要线路和铜面来作下
工序。提议操作条件以下：

氢痒化钠（钾）浓度------2.5-3.5%

温度---------------------------50-60℃

喷压---------------------------1.5-2.5bar

褪膜点------------------------30-50%

    油墨将以片状剥落,片状大小和操作温度、溶液浓度等方面相关，在生产中要
添加兑水消泡剂来稀释褪膜缸中泡沫。

制程提议

    即使油墨DES制程和干膜相同，不过避免干膜和油墨混冲时溶液所含化学元
素在生产相互反应造成不良品，提议以独立DES拉来操作液态油墨。

    另外油墨不一样于干膜是，液态油墨没有Mylar保护，所以在生产中尤其小心
（尤其在无尘室内）各操作段擦化等问题。

作者：Mascon高级销售用户服务工程师李光华

相关多层印制板生产中电镀锡保护技术
摘 要：对多层印制板生产中电镀锡保护技术进行了具体叙述。对电镀纯锡工艺过程、工序过程质量控制、产品质量问题产生原因及所采取对应方法进行了简单介绍。

　　关键词：多层印制板；电镀；锡保护技术；过程质量控制
　　中图分类号：TQ153.1+3 文件标识码：A 文章编号：1001-3474()04-0144-03

　　多层印制板制作过程，一直离不开对材料保护技术。其中包含制作过程中电镀保护技术、高分子合成材料保护技术和制作完成后产品非金属材料保护技术。伴随用户对多层印制板质量要求不停提升，加上环境保护和经济效益等多方原因考虑，促进多层印制板生产技术不停创新和完善。在多层印制板制作中对图形电镀后线路铜层进行电镀铅锡／纯锡保护技术，就是其中一个例子。

　　本所以前采取是非蛋白胨添加剂酸性氟硼酸盐电镀铅锡合金技术，其