现代印制电路原理与工艺PDF电子书下载

第1章　印制电路概述 1

1.1 印制电路的相关定义和功能 1

1.1.1 印制电路的相关定义 1

1.1.2　印制电路在电子设备中的地位和功能 2

1.2　印制电路的发展史、分类和特点 2

1.2.1　早期的制造工艺 2

1.2.2　现代印制电路的发展 3

1.2.3　印制电路的特点和分类 5

1.3　印制电路制造工艺简介 7

1.3.1　减成法 7

1.3.2　加成法 9

1.4　我国印制电路制造工艺简介 10

1.4.1 单面印制电路板生产工艺 10

1.4.2　双面印制电路板生产工艺 10

1.4.3　多层印制电路板生产线 16

1.4.4　挠性印制电路和齐平印制电路的制造工艺 16

1.5 习题 18

第2章　基板材料 19

2.1　覆铜箔层压板及其制造方法 19

2.1.1　覆铜箔层压板分类 19

2.1.2　覆铜箔层压板制造方法 20

2.2　覆铜箔层压板的特性 22

2.2.1　覆铜箔层压板的力学特性 22

2.2.2　覆铜箔层压板热特性 23

2.2.3　覆铜箔层压板电气特性 25

2.3　覆铜箔层压板电性能测试 26

2.3.1　表面电阻和体积电阻系数试验 27

2.3.2　介电常数和介电损耗试验 27

2.3.3　平行层向绝缘电阻试验 27

2.3.4　垂直于板面电气强度试验 27

2.3.5　表面腐蚀 27

2.3.6　边缘腐蚀 28

2.4　习题 28

第3章　印制电路板设计与布线 29

3.1　设计的一般原则 29

3.1.1　印制电路板的类型 29

3.1.2　坐标网络系统 29

3.1.3　设计放大比例 30

3.1.4　印制电路板的生产条件 30

3.1.5　标准化 30

3.1.6　设计文件 30

3.2　设计应考虑的因素 31

3.2.1　基材的选择 31

3.2.2　表面镀层和表面涂覆层的选择 32

3.2.3　机械设计原则 32

3.2.4　印制电路板的结构尺寸 33

3.2.5　孔 34

3.2.6　连接盘 35

3.2.7　印制导线 35

3.2.8　印制插头 36

3.2.9　电气性能 36

3.2.10　可燃性 40

3.3　CAD设计技术 40

3.3.1　CAD技术的发展概况 40

3.3.2　原理图的设计 40

3.3.3　PCB图的设计 42

3.3.4　计算机辅助制造（CAM）数据的产生 47

3.4　习题 49

第4章　照相制版技术 50

4.1　感光材料的结构和性能 50

4.1.1　感光材料的结构 50

4.1.2　感光材料的照相性能 52

4.1.3　感光材料的分类 55

4.2　感光成像原理 56

4.2.1　潜影的形成 56

4.2.2　增感 58

4.3　显影 59

4.3.1　显影机理 59

4.3.2　显影方法 60

4.3.3　显影液的组成 61

4.3.4　常用显影液的配制及性能 62

4.3.5　显影条件及过程对图像质量的影响 63

4.4　定影 65

4.4.1　定影的定义 65

4.4.2　定影原理 65

4.4.3　定影液的配制 65

4.4.4　影响定影的因素 68

4.4.5　水洗 68

4.4.6　图像的加厚与减薄 69

4.5　图像反转冲洗工艺 71

4.5.1　反转冲洗原理 71

4.5.2　反转冲洗工艺 71

4.6　重氮盐感光材料 72

4.6.1　重氮盐感光材料的组成与分类 73

4.6.2　重氮感光材料负性印像法 76

4.6.3　微泡照相技术 77

4.7　习题 78

第5章　图形转移 80

5.1　光致抗蚀剂的分类与作用机理 80

5.1.1　概述 80

5.1.2　光交联型光敏树脂 81

5.1.3　光分解型光敏抗蚀剂 82

5.1.4　光聚合型光敏抗蚀剂 83

5.1.5　光增感 84

5.1.6　光敏抗蚀剂的感光度和分辨率 84

5.2　丝网制版用液体光敏抗蚀剂 85

5.2.1　重铬酸盐系水溶性光敏抗蚀剂 85

5.2.2　重氮化合物水溶性光敏抗蚀剂 86

5.3　丝印印料光敏抗蚀剂 87

5.3.1　概述 87

5.3.2　热固型印料 88

5.3.3　光固化型印料 92

5.4　干膜抗蚀剂 94

5.4.1　概述 94

5.4.2　抗蚀干膜的基本性能 96

5.5　习题 97

第6章　化学镀与电镀技术 98

6.1 电镀铜 98

6.1.1　铜镀层的作用及对镀层、镀液的基本要求 98

6.1.2　镀铜液的选择 99

6.1.3　光亮酸性镀铜 101

6.1.4　半光亮酸性镀铜 103

6.1.5　印制电路板镀铜的工艺过程 104

6.1.6　脉冲镀铜 106

6.2　电镀Sn-Pb合金 107

6.2.1　Sn-Pb合金镀配方与工艺规范 107

6.2.2　主要成分的作用 108

6.2.3　工艺参数的影响 109

6.2.4　磺酸盐体系电镀Sn-Pb合金或纯锡层 110

6.3 电镀镍和电镀金 111

6.3.1　插头电镀镍与金 111

6.3.2 电镀镍／闪镀金或电镀镍／电镀厚金 112

6.4　化学镀镍／浸金 114

6.4.1　化学镀镍／金发展的背景 114

6.4.2　化学镍和化学浸金的状况 114

6.4.3　化学镀镍 115

6.4.4　化学浸金 117

6.5　脉冲镀金、化学镀金及激光化学镀金 118

6.5.1　脉冲镀金 118

6.5.2　化学镀金 120

6.6　化学镀锡、镀银、镀钯和镀铑 121

6.6.1　化学镀锡 121

6.6.2　化学镀银 122

6.6.3　化学镀钯 123

6.6.4　化学镀铑 124

6.7　习题 125

第7章　孔金属化技术 127

7.1　概述 127

7.2　钻孔技术 128

7.2.1　数控钻孔 128

7.2.2　激光钻孔 130

7.2.3　化学蚀孔 133

7.3　去钻污工艺 134

7.3.1　等离子体处理法 135

7.3.2　浓硫酸处理法 137

7.3.3　碱件高锰酸钾处理法 137

7.3.4　PI调整法 138

7.4　化学镀铜技术 139

7.4.1　化学镀铜的原理 139

7.4.2　化学镀铜的工艺过程 141

7.5　一次化学镀厚铜孔金属化工艺 145

7.5.1　双面印制电路板一次化学镀厚铜 145

7.5.2　多层印制电路板一次化学镀厚铜工艺 146

7.6　孔金属化的质量检测 146

7.6.1　背光试验法 147

7.6.2　玻璃布试验 147

7.6.3　金相显微剖切 147

7.7　直接电镀技术 148

7.7.1　概述 148

7.7.2　钯系列 149

7.7.3　导电性高分子系列 150

7.7.4　碳黑系列——C黑导电膜 153

7.8　习题 154

第8章　蚀刻技术 155

8.1　概述 155

8.2　三氯化铁蚀刻 156

8.2.1　三氯化铁蚀刻剂的组成 156

8.2.2　蚀刻机理 156

8.2.3　蚀刻工艺因素 157

8.2.4　蚀刻工艺 158

8.3　氯化铜蚀刻 159

8.3.1　酸性氯化铜蚀刻剂 159

8.3.2　碱性氯化铜蚀刻 163

8.4　其他蚀刻工艺 167

8.4.1　过氧化氢-硫酸蚀刻工艺 167

8.4.2　过硫酸盐蚀刻 168

8.4.3　铬酸-硫酸蚀刻 169

8.5　侧蚀与镀层突沿 170

8.5.1　侧蚀原因 170

8.5.2　减小侧蚀的方法 171

8.5.3　突沿的产生 171

8.6　习题 172

第9章　焊接技术 174

9.1　焊料 174

9.1.1　锡-铅焊料 174

9.1.2　无氧化焊料 176

9.1.3　改善锡-铅焊料性质的措施 177

9.1.4　无铅焊料 177

9.2　助焊剂 182

9.2.1　助焊剂的作用 182

9.2.2　助焊剂应具备的条件 183

9.2.3　助焊剂的分类 183

9.2.4　助焊剂的成分 184

9.3　锡-铅合金镀层的热熔技术 187

9.3.1 印制电路板Sn-Pb镀层的热熔 187

9.3.2　印制电路板的热熔方法 187

9.3.3　热风整平技术 191

9.4　焊接工艺 191

9.4.1　预涂助焊剂 191

9.4.2　预热 192

9.4.3　焊料槽 193

9.4.4　波峰焊 194

9.5　习题 197

第10章　多层印制电路板 198

10.1　概述 198

10.2　多层印制电路板的设计 200

10.3　多层印制电路板专用材料 202

10.3.1　薄覆铜箔层压板 202

10.3.2　多层印制电路板用浸渍材料（半固化片或粘结片） 203

10.4　多层印制电路板的定位系统 205

10.4.1　销钉定位 206

10.4.2　无销钉定位 207

10.5　多层印制电路板的层压 207

10.5.1　层压设备及工装用具 208

10.5.2　层压前的准备 208

10.5.3　层压前的叠层 209

10.5.4　层压 210

10.6　多层印制电路板的可靠性检测 214

10.7　习题 215

第11章　挠性及刚挠印制电路板 216

11.1　概述 216

11.1.1　挠性印制电路板的定义 216

11.1.2　挠性印制电路板的性能特点 216

11.1.3　挠性印制电路板的用途 217

11.1.4　挠性印制电路板的分类 217

11.1.5　挠性及刚挠印制电路板的结构形式 221

11.1.6　挠性印制电路板的发展过程 221

11.1.7　挠性印制电路板的技术现状 223

11.2　挠性及刚挠印制电路板的材料及设计标准 223

11.2.1　挠性介质薄膜 223

11.2.2　粘结片薄膜 224

11.2.3　铜箔 225

11.2.4　覆盖层 225

11.2.5　增强板 226

11.2.6　刚性层压板 226

11.2.7　材料的热膨胀系数 226

11.2.8　挠性印制电路板的设计标准 227

11.3　挠性印制电路板的制造 227

11.3.1　挠性单面印制电路板制造 227

11.3.2　挠性双面印制电路板和挠性多层印制电路板的制造 230

11.3.3　刚挠结合板制造工艺 236

11.4　挠性及刚挠印制电路板的性能要求 237

11.4.1　挠性印制电路板的试验方法 237

11.4.2　挠性及刚挠印制电路板的尺寸要求 238

11.4.3　挠性及刚挠印制电路板的外观 238

11.4.4　物理性能要求 240

11.5　挠性印制电路板的发展趋势 240

11.5.1　高密度化 241

11.5.2　多层化-刚挠结合化 241

11.5.3　薄型化 242

11.5.4　信号传输高速化 242

11.5.5　覆盖层-精细线路的开窗板制作 243

11.5.6　两面突出结构 243

11.5.7　微凸盘阵列 244

11.6　习题 245

第12章　高密度互连积层多层印制电路板工艺 246

12.1　概述 246

12.1.1　积层多层印制电路板的类型 246

12.1.2　高密度趋向 247

12.2　积层多层印制电路板用材料 248

12.3　积层多层印制电路板的关键工艺 250

12.3.1　积层多层印制电路板芯板的制造 250

12.3.2　孔加工 251

12.3.3　绝缘层的粘结 251

12.3.4　电镀和图形制作 251

12.3.5　多层间的连接 252

12.3.6　PCB的表面处理 252

12.4　积层多层印制电路板盲孔的制造技术 252

12.4.1　盲孔的形成 252

12.4.2　化学蚀刻法 254

12.4.3　工艺过程 254

12.5 积层多层印制电路板工艺的实例分析——导电胶堵法（ALIVH）与导电凸块法（B2it）积层多层印制电路板工艺 257

12.5.1　ALIVH积层多层印制电路板工艺 257

12.5.2　B2it积层多层印制电路板工艺 263

12.6　习题 266

第13章　集成元件印制电路板 267

13.1　概述 267

13.1.1　埋入无源元件印制电路板的应用 267

13.1.2　埋入无源元件印制电路板的优点和问题 268

13.1.3　集成印制电路板中埋入元件的类型 270

13.2　埋入平面电阻印制电路板 271

13.2.1　埋入平面电阻材料 271

13.2.2　电阻材料的电阻值 271

13.2.3　平面型电阻器的方块电阻 273

13.2.4　平面电阻器的组合 273

13.2.5　埋入平面电阻PCB的制造技术 274

13.3　埋入平面电容器印制电路板 277

13.3.1　平面电容器原理 278

13.3.2 电容的设计 278

13.3.3　埋入电容的高频特性 279

13.3.4　埋入平面电容材料 281

13.3.5　埋入平面电容器PCB制造技术 282

13.4　埋入平面电感器印制电路板 283

13.5　埋入无源元件印制电路板的可靠性 283

13.6　习题 286

第14章　特种印制电路板技术 287

14.1　高频微波印制电路板 287

14.1.1　概述 287

14.1.2　微波多层印制电路板基材性能 288

14.1.3　微波双面印制电路板的制造 292

14.1.4　微波多层印制电路板的制造 297

14.2　金属基印制电路板 299

14.2.1　概述 299

14.2.2　金属基印制电路板的结构 300

14.2.3　单面金属基印制电路板的制造 301

14.2.4　双面铝基印制电路板的制造 303

14.2.5　金属基板热阻的测试 304

14.3　厚铜箔埋／盲孔多层印制电路板 306

14.3.1　厚铜箔埋／盲孔多层印制电路板的定义 306

14.3.2　厚铜箔埋／盲孔多层印制电路板的意义 306

14.3.3　典型的实例 307

14.3.4　厚铜箔埋／盲孔多层印制电路板制造要领 307

14.4　习题 310

第15章　印制电路板清洗技术 311

15.1　污染来源及危害 311

15.1.1 印制电路板污染的来源 311

15.1.2　污染物的危害分析 312

15.1.3　污染物对电路性能的危害 313

15.1.4　清洗的必要性 313

15.2　氟碳溶剂清洗 314

15.2.1　氟碳溶剂的特点 314

15.2.2　氟碳溶剂清洗工艺 315

15.2.3　氟碳溶剂的危害 316

15.3　半水清洗 316

15.3.1　半水清洗材料 317

15.3.2　半水清洗工艺 318

15.3.3　半水清洗设备 318

15.3.4　半水清洗的优缺点 321

15.4　水清洗技术和免清洗技术 321

15.4.1　水清洗技术 321

15.4.2　免清洗技术 322

15.5　印制电路板清洗效果的评价 323

15.5.1　定性方法 323

15.5.2　半定量方法 323

15.5.3　定量方法 324

15.6　习题 324

第16章　印制电路板生产中的三废控制 325

16.1 印制电路板生产中的三废（废水、废气、固体废料）回收技术 325

16.1.1 印制电路板生产工序中的三废 325

16.1.2　印制电路板生产中的废液回收技术 326

16.2　印制电路板生产中的三废处理技术 328

16.2.1　化学沉淀法的基本含义 328

16.2.2　印制电路板生产中的废水处理工艺及方法 329

16.2.3　废气处理 332

16.2.4　印制电路板废弃物处理 333

16.3　印制电路行业污染预防方案 334

16.4　习题 334

第17章　印制电路板质量与标准 336

17.1　标准、标准化与印制电路板 336

17.2　标准的分类 336

17.2.1　按标准化的对象分类 336

17.2.2　按标准的约束力分类 337

17.2.3　按标准的适应领域和有效范围分级 337

17.2.4　按标准的层次结构划分 338

17.3　印制电路板标准 339

17.3.1　我国印制电路板标准 339

17.3.2　国外印制电路板标准 341

17.4　印制电路板的相关标准 344

17.4.1 印制电路板试验方法标准 344

17.4.2　印制电路板设计标准 346

17.4.3　印制电路板原材料标准 347

17.4.4　其他有关标准 348

17.5　印制电路板的质量与合格评定 350

17.5.1 印制电路板与印制电路板质量 350

17.5.2　印制电路板的合格评定 350

17.5.3　印制电路板制造厂的认定与认证 352

17.6 习题 353

第18章　无铅化技术与工艺 354

18.1 电子产品实施无铅化的提出 354

18.1.1 电子产品实施无铅化消除对环境的污染 354

18.1.2　欧盟绿色指令的要求 354

18.2　无铅焊料及其特性 355

18.2.1　无铅焊料的基本条件 356

18.2.2　无铅焊料类型与主要特点 358

18.2.3　无铅焊料与有铅焊料的比较 359

18.3　无铅焊料的焊接 360

18.3.1　无铅焊料合金的低共（晶）熔点 361

18.3.2　无铅焊料合金的润湿性能 361

18.3.3　无铅焊料焊接的可靠性 362

18.4　无铅化对电子元器件的要求 367

18.4.1　元器件的耐热性能 367

18.4.2　电子元器（组）件引脚表面涂（镀）层无铅化 367

18.5　无铅化对覆铜箔层压板的基本要求 368

18.5.1　高的热分解温度（Td） 369

18.5.2　采用高Tg的树脂基材 370

18.5.3　选用低热膨胀系数的覆铜箔层压板材料 370

18.5.4　提高耐CAF特性 371

18.6　无铅化对PCB基板的主要要求 371

18.6.1　PCB制板的加工改进 372

18.6.2　改善PCB导（散）热措施 373

18.6.3　PCB焊盘表面涂覆（镀）层的要求 374

18.7　习题 380

第19章　印制电路板技术现状与发展趋势 381

19.1 印制电路板技术发展进程 381

19.2　印制电路工业现状与特点 381

19.2.1 全球PCB销售概况 381

19.2.2　全球PCB产品市场特点 382

19.3　推动现代印制电路板技术发展的主要因素 383

19.3.1　集成电路高集成度化 383

19.3.2　安装技术的进步 384

19.4　印制电路板制造技术的发展趋势 390

19.4.1　适应高密度化、高频化要求的发展预测 391

19.4.2　满足IC封装对基板的特别要求的发展预测 394

19.4.3　满足绿色化要求的发展预测 395

19.4.4　适应于复合安装化方面的发展预测 396

19.4.5　适应于搭载新功能电子元件要求的发展预测 397

19.4.6　适应于低成本化要求的发展预测 398

19.4.7　适应于短交货期要求的发展预测 399

19.5　习题 399

参考文献 401