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微波印制电路板制造技术探讨 1 前言  　　微波印制电路板，是指在特定的微波基材覆铜板上，利用普通刚性印制电路板制造方法生产出来的微波器件。在印制电路板导线的高速信号传输线中，目前可分为两大类：一类是高频信号传输类电子产品，这一类产品是与无线电的电磁波有关，它是以正弦波来传输信号的产品，如雷达、广播电视和通讯（移动电话、微波通讯、光纤通讯等）；另一类是高速逻辑信号传输类的电子产品，这一类产品是以数字信号传输的，同样也与电磁波的方波传输有关，这一类产品开始主要在电脑，计算机等应用，现在已迅速推广应用到家电和通讯的电子产品上了。  　　为了达到高速传送，对微波印制电路板基板材料在电气特性上有明确的要求。在提高高速传送方面，要实现传输信号的低损耗、低延迟，必须选用介电常数和介质损耗角正切小的基板材料。  　　高速传送的基板材料，一般有陶瓷材料、玻纤布、聚四氟乙烯、其它热固性树脂等。  　　在所有的树脂中，聚四氟乙烯的介电常数（εr）和介质耗角正切（tanδ）最小，而且耐高低温性和耐老化性能好，最适合于作高频基板材料，是目前采用量最大的微波印制电路板制造基板材料。  　　本文针对微波印制电路板制造的特点，就微波印制电路板的选材、结构设计及制造工艺等方面进行了较为全面的探讨。  　　2 微波印制电路板制造的特点  　　微波印制电路板制造的特点，主要表现在以下几方面：  　　 2.1 基材多样化：  　　长期以来，国内应用最多的是国产玻璃布增强聚四氟乙烯覆铜板。但由于它的品种单一，介电性能均匀性较差，已越来越不适应一些高性能要求的场合。进入九十年代后，美国Rogers公司生产的RT/Duroid系列和TMM系列微波基材板逐步得到应用，主要有玻璃纤维增强聚四氟乙烯覆铜板、陶瓷粉填充聚四氟乙烯覆铜板和陶瓷粉填充热固性树脂覆铜板，虽然价格昂贵，但它优异的介电性能和机械性能仍较国产微波印制电路板基材拥有相当大的优势。目前这类微波基材，特别是带铝衬底的基材正得到大量应用。  　　 2.2 设计要求高精度化：  　　微波印制电路板的图形制造精度将会逐步提高，但受印制电路板制造工艺方法本身的限制，这种精度提高不可能是无限制的，到一定程度后会进入稳定阶段。而微波板的设计内容将会有很大地丰富。从种类上看，将不仅会有单面板、双面板，还会有微波多层板。对微波板的接地，会提出更高要求，如普遍解决聚四氟乙烯基板的孔金属化，解决带铝衬底微波板的接地。镀覆要求进一步多样化，将特别强调铝衬底的保护及镀覆。另外对微波板的整体三防保护也将提出更高要求，特别是聚四氟乙烯基板的三防保护问题。  　　 2.3 计算机控制化：  　　传统的微波印制电路板生产中极少应用到计算机技术，但随着CAD技术在设计中的广泛应用，以及微波印制电路板的高精度、大批量，在微波印制电路板制造中大量应用计算机技术已成为必然的选择。高精度的微波印制电路板模版设计制造，外形的数控加工，以及高精度微波印制电路板的批生产检验，已经离不开计算机技术。因此，需将微波印制电路板的CAD与CAM、CAT连接起来，通过对CAD设计的数据处理和工艺干预，生成相应的数控加工文件和数控检测文件，用于微波印制电路板生产的工序控制、工序检验和成品检验。  　　 2.4 高精度图形制造专业化：  　　微波印制电路板的高精度图形制造，与传统的刚性印制电路板相比，向着更为专业化的方向发展，包括高精度模版制造、高精度图形转移、高精度图形蚀刻等相关工序的生产及过程控制技术，还包含合理的制造工艺路线安排。针对不同的设计要求，如孔金属化与否、表面镀覆种类等制订合理的制造工艺方法，经过大量的工艺实验，优化各相关工序的工艺参数，并确定各工序的工艺余量。  　　 2.5 表面镀覆多样化：  　　随着微波印制电路板应用范围的扩大，其使用的环境条件也复杂化，同时由于大量应用铝衬底基材，因而对微波印制电路板的表面镀覆及保护，在原有化学沉银及镀锡铈合金的基础上，提出了更高的要求。一是微带图形表面的镀覆及防护，需满足微波器件的焊接要求，采用电镀镍金的工艺技术，保证在恶劣环境下微带图形不被损坏。这其中除微带图形表面的可焊性镀层外，最主要的是应解决既可有效防护又不影响微波性能的三防保护技术。二是铝衬板的防护及镀覆技术。铝衬板如不加防护，暴露在潮湿、盐雾环境中很快就会被腐蚀，因而随着铝衬板被大量应用，其防护技术应引起足够重视。另外要研究解决铝板的电镀技术，在铝衬板表面电镀银、锡等金属用于微波器件焊接或其它特殊用途的需求在逐步增多，这不仅涉及铝板的电镀技术，同时还存在微带图形的保护问题。  　　 2.6 外形加工数控化：  　　微波印制电路板的外形加工，特别是带铝衬板的微波印制电路板的三维外形加工，是微波印制电路板批生产需要重点解决的一项技术。面对成千上万件的带有铝衬板的微波印制电路板，用传统的外形加工方法既不能保证制造精度和一致性，更无法保证生产周期，而必须采用先进的计算机控制数控加工技术。但带铝衬板微波印制电路板的外形加工技术既不同于金属材料加工，也不同于非金属材料加工。由于金属材料和非金属材料共同存在，它的加工刀具、加工参数等以及加工机床都具有极大的特殊性，也有大量的技术问题需要解决。外形加工工序是微波印制电路板制造过程中周期最长的一道工序，因而外形加工技术解决的好坏直接关系到整个微波印制电路板的加工周期长短，并影响到产品的研制或生产周期。  　　 2.7 批生产检验设备化：  　　微波印制电路板与普通的单双面板和多层板不同，不仅起着结构件、连接件的作用，更重要的是作为信号传输线的作用。这就是说，对高频信号和高速数字信号的传输用微波印制电路板的电气测试，不仅要测量线路（或网络）的"通""断"和"短路"等是否符合要求，而且还应测量特性阻抗值是否在规定的合格范围内。 　　此外，高精度微波印制电路板有大量的数据需要检验，如图形精度、位置精度、重合精度、镀覆层厚度、外形三维尺寸精度等。目前国内的微波印制电路板批生产检验技术非常落后，现行方法基本是以人工目视检验为主，辅以一些简单的测量工具。这种原始而简单的检验方法很难应对大量拥有成百上千数据的微波印制电路板批生产要求，不仅检验周期长，而且错漏现象多，因而迫使微波印制电路板制造向着批生产检验设备化的方向发展。  　　3 微波印制电路板的选材  　　部分微波印制电路板用基材板的性能参数列表如下（见表一、表二、表三和表四）。 　　表一 ROGERS公司RT/duroid系列微波介质板性能表 　　表二 ROGERS公司TMM系列微波介质板性能表 　　表三 ROGERS公司RO系列微波介质板性能表（略） 　　表四 GIL公司和Arlon公司部分微波介质板性能表（略） 　　微波印制电路板基材的选用首先应该考虑其介电性能，但同时也必须考虑其表面铜箔种类及厚度、环境适应性、可加工性等因素，当然还有成本问题。  　　3.1 铜箔种类及厚度选择  　　目前最常用的铜箔厚度有35μm和18μm两种。铜箔越薄，越易获得高的图形精密度，所以高精密度的微波图形应选用不大于18μm的铜箔。如果选用35μm的铜箔，则过高的图形精度使工艺性变差，不合格品率必然增加。  　　研究表明，铜箔类型对图形精度亦有影响。目前的铜箔类型有压延铜箔和电解铜箔两类。压延铜箔较电解铜箔更适合于制造高精密图形，所以在材料订货时，可以考虑选择压延铜箔的基材板。  　　3.2 环境适应性选择  　　现有的微波基材，对于标准要求的－55℃～＋125℃环境温度范围都没有问题。但还应考虑两点，一是孔化与否对基材选择的影响，对于要求通孔金属化的微波板，基材Z轴热膨胀系数越大，意味着在高低温冲击下，金属化孔断裂的可能性越大，因而在满足介电性能的前提下，应尽可能选择Z轴热膨胀系数小的基材（参见表一至表四）；二是湿度对基材板选择的影响，基材树脂本身吸水性很小，但加入增强材料后，其整体的吸水性增大，在高湿环境下使用时会对介电性能产生影响，因而选材时应选择吸水性小的基材（参见表一至表四），或采取结构工艺上的措施进行保护。  　　3.3 可加工性选择  　　随着设计要求的不断提升，一些微波印制电路板基材带有铝衬板。此类带有铝衬基材的出现给制造加工带来了额外的压力，图形制作过程复杂化，外形加工复杂化，生产周期加长，因而在可用可不用的情况下，尽量不采用带铝衬板的基材。  　　作为ROGERS公司的TMM系列微波印制电路板基材，是由陶瓷粉填充的热固性树脂所构成。其中，TMM10基材中填充的陶瓷粉较多，性能较脆，给图形制造和外形加工过程带来很大难度，容易缺损或形成内在裂纹，成品率相对较低。目前对TMM10板材外形加工是采用激光切割的方法，成本高，效率低，生产周期长。所以，在可能的情况下，可考虑优先选择ROGERS公司符合相应介电性能要求之RT/Duroid系列基材板。  　　4 结构设计  　　由于微波板的外形越来越复杂，而且尺寸精度要求高，同品种的生产数量很大，必须要应用数控铣加工技术。因而在进行微波板设计时应充分考虑到数控加工的特点，所有加工处的内角都应设计成为圆角，以便于一次加工成形。如果确实需要有直角，也可设计成如图一中b的形式，同样便于加工。  　　图一 a.不好的形状 b.较好的形状 c.最好的形状 　　微波板的结构设计也不应追求过高的精度，因为非金属材料的尺寸变形倾向较大，不能以金属零件的加工精度来要求微波板。外形的高精度要求,在很大程度上可能是因为顾及当微带线与外形相接的情况下,外形偏差会影响微带线长度,从而影响微波性能。实际上，参照国外的规范设计，微带线端距板边应保留0.2mm的空隙，这样即可避免外形加工偏差的影响。  　　5 微波印制电路板制造工艺  　　微波印制电路板与普通的单双面板和多层板不同，不仅起着结构件、连接件的作用，更重要的是作为信号传输线的作用。  　　微波印制电路板的制造由于受微波印制电路板制造层数、微波印制电路板原材料的特性、金属化孔制造需求、最终表面涂覆方式、线路设计特点、制造线路精度要求、制造设备及药水先进性等诸方面因素的制约，其制造工艺流程将根据具体要求作相应的调整。如图形电镀镍金工艺流程被细分为图形电镀镍金的阳版工艺流程和图形电镀镍金的阴版工艺流程。  　　因此，针对不同微波印制电路板种类及加工需求，所采用之制造工艺流程也各不相同，现简述如下：  　　5.1 无金属化孔之双面微波印制电路板制造： 　　（1） 图形表面为沉银 / 镀锡铈合金（略）　　（2）图形表面为电镀镍金（阳版工艺流程）（略）　　（3）图形表面为电镀镍金（阴版工艺流程）（略） 　　5.2 有金属化孔之双面微波印制电路板制造：　　（1） 图形表面为沉银 / 镀锡铈合金（略）　　（2）图形表面为电镀镍金（阳版工艺流程）（略） 　　5.3 多层微波印制电路板制造：（略）  　　5.4 工艺说明　　（1） 线路图形互连时，可选用图形电镀镍金的阴版工艺流程；　　（2）为提高微波印制电路板的制造合格率，尽量采用图形电镀镍金的阴版工艺流程。因为，采用图形电镀镍金的阳版工艺流程，若操作控制不当，会出现渗镀镍金的质量问题；　　（3）ROGERS公司牌号为RT/duroid 6010基材的微波板，由于蚀刻后之图形电镀时，会出现线条边缘"长毛"现象，导致产品报废，须采用图形电镀镍金的阳版工艺流程；　　（4）当线路制造精度要求为±0.02mm以内时，各流程之相应处，须采用湿膜制板工艺方法；　　（5）当线路制造精度要求为±0.03mm以上时，各流程之相应处，可采用干膜（或湿膜）制板工艺方法；　　（6） 对于四氟介质微波板，如ROGERS 公司RT/duroid 5880、 RT/duroid 5870、ULTRALAM2000、RT/duroid 6010等，在进行孔金属化制造时，可采用钠萘溶液或等离子进行处理。而TMM10、TMM10i和RO4003、RO4350等则无需进行活化前处理。  　　5 结论  　　微波印制电路板的制造正向着FR-4普通刚性印制电路板的加工方向发展，越来越多的刚性印制电路板制造工艺和技术运用到微波印制电路板的加工上来。具体表现在微波印制电路板制造的多层化、线路制造精度的细微化、数控加工的三维化和表面涂覆的多样化。 　　此外，随着微波印制电路板基材种类的进一步增多、设计要求的不断提升，要求我们进一步优化现有微波印制电路板制造工艺，与时俱进，以满足不断增长的微波印制电路板制造要求。  

印制电路板污水处理技术探讨 　　 本文针对全球印制 电路板生产 中的污水处理问题，结合国内外相关企业的经验，就一种行之有效的多层印制电路板生产过程中的污水处理技术进行了探讨。 　　 印制电路板 污水处理 　　1 前言 　　印制电路板制造技术是一项非常复杂的、综合性很高的加工技术。可分为干法（设计和布线、模版制作、钻孔、贴膜、曝光和外形加工等）加工和湿法（内层板黑膜氧化、去孔壁树脂腻污、沉铜、电镀、显影、蚀刻、脱膜、丝印、热风整平等）加工过程。尤其是在湿法加工过程中，需采用大量的水，因而有多种重金属废水和有机废水排出，成分复杂，处理难度较大。按印制电路板铜箔的利用率为30%~40%进行计算，那么在废液、废水中的含铜量就相当可观了。按一万平方米双面板计算（每面铜箔厚度为35微米），则废液、废水中的含铜量就有4500公斤左右，并还有不少其他的重金属和贵金属。这些存在于废液、废水中的金属如不经处理就排放，既造成了浪费又污染了环境。因此，在印制电路板生产过程中的废水处理和铜等金属的回收是很有意义的，是印制电路板生产中不可缺少的部分。 　　 众所周知，印制电路板生产过程中的废水，其中大量的是铜，极少量的有铅、锡、金、银、氟、氨、有机物和有机络合物等。 　　 至于产生铜废水的工序，主要有：沉铜、全板电镀铜、图形电镀铜、蚀刻以及各种印制电路板前处理工序（化学前处理、刷板前处理、火山灰磨板前处理等）。 以上工序所产生的含铜废水，按其成分，大致可分为络合物废水和非络合物废水。为使废水处理达到国家规定的排放标准，其中铜及其化合物的最高允许排放浓度为1mg/l（按铜计），必须针对不同的含铜废水，采取不同的废水处理方法。 2 含铜络合物污水处理方法 2.1 污水来源及其成分 2.1.1 化学沉铜工序：     废水主要含有络合剂EDTA、酒石酸钠或其它络合剂与Cu2+。其中，Cu2+与络合剂形成极稳定的络合物，采用常规的中和沉淀法是无法处理Cu2+的。 2.1.2 碱性蚀刻工序：     废水中主要含Cu2+及NH3·H2O，当NH4+含量较高以及在碱性条件下，Cu2+与NH4+可形成铜氨络合物，无法用中和沉淀的方法来处理。 2.1.3 微蚀（过硫酸铵-硫酸）工序：     废水中主要含Cu2+及NH4+。在酸性条件下，废水中的Cu2+与NH4+无法生成络合物，但在碱性条件下，可形成络合物。 2.1.4 其它工序：     对于酸性去油、碱性去油、解胶、去钻污、膨化等工序，根据所使用的化学药品，其废水都可能含有络合剂。因而不可采用一般的中和沉淀来处理。 2.2 国内外处理络合物污水的主要方法 2.2.1 离子交换法     采用离子交换法来处理络合物重金属，有着许多优点：占地少、不需对废水进行分类处理费用相对较低。但此方法有许多缺点：投资大、对树脂要求高、不便于控制管理等。处理过程如下： 2.2.2 破络处理法     主要是通过强氧化来破坏络合剂的结构，使之形成非络合物，这样，络合物废水经破络处理后，可采用一般的中和沉淀来处理。处理过程如下： 2.2.3 置换处理法     利用重金属络合物在酸性条件下不稳定，成离解状态，通过添加Ca2+，Fe2+将Cu2+置换出来，然后再调高PH值，将Cu2+沉淀出来。 2.2.4 化学沉淀法     利用添加能与重金属形成比其络合物更稳定的沉淀物的化学药品，如Na2S、CaS和H2S等，从而达到去除重金属的目的。 2.2.5重金属捕集剂沉淀法     采用高分子重金属捕集剂，其能与重金属离子强力螯合，且不受重金属离子浓度高低的影响，均能与之形成沉淀，达到去除重金属的目的。 3 含铜非络合物污水处理方法 3.1 污水来源     主要来源为全板电镀、图形电镀、酸性蚀刻以及其他一些工序产生的漂洗水。 3.2 处理非络合物污水的主要方法     主要是采用化学沉淀法。在废液呈碱性时，使其成为不溶性的氢氧化物沉淀、碳酸盐沉淀或硫化物沉淀。通常，往酸性废水中加入石灰（氧化钙），使废水呈碱性，并形成氢氧化物沉淀。 4 一种印制电路板污水的综合处理技术简介     本文作者从事印制电路板材料、生产、工艺和品质管理工作已有十多年的历史了。在国外印制电路板制造公司、国内印制电路板合资企业，以及目前所从事的国营印制电路板企业工作中，积累了一定的经验。现将关于印制电路板废水处理方面的一点心得，介绍如下： 4.1关于印制电路板污水处理的整体思路     印制电路板废水处理的好坏，与印制电路板废水是否分类处理有直接关系。本文作者认为，需根据废水来源、含铜量大小、单位时间所产生的废水量以及是否值得处理等方面，加以全面综合考虑。 按照以上想法，作者认为，可将印制电路板废水分为以下几种类型的废水，并采用各自不同的方法进行处理。 （1） 含铜络合物废水； （2） 含铜非络合物废水； （3） 一般含铜漂洗水； （4） 含其他重金属的酸碱废水； （5） 不含铜的一般酸碱废水； （6） 铜含量很高的碱性蚀刻废水。 4.2 上述各种污水的处理方法 （1） 含铜络合物污水的处理方法： （2） 含铜非络合物污水的处理方法： （3） 一般含铜漂洗水的处理方法： （4） 含其他重金属的酸碱污水的处理方法： （5） 不含铜的一般酸碱污水的处理方法： （6） 铜含量很高的碱性蚀刻污水的处理方法：     对铜含量很高的蚀刻废液（一般高达130~150g/l左右），与有关厂商进行协作，采取多种方式进行外运处理，而不需要自己处理。对我们来说是废液，对其他厂商来说却是其生产所需的原料。这样做，既节省了污水处理费用，又创造了一定的经济效益。 4.3 确保污水处理达标的几项措施 （1） 保证所有的含铜废水经污水站处理：     一些主要的生产工序，如化学沉铜、全板电镀以及图形电镀工序，应于生产场所配备积水盘装置，这样就能将正常生产过程中或生产线保养时，不慎造成的溶液渗漏收集起来，从而有效的避免电镀药水的跑、冒、滴、漏，确保污水处理达标。 （2） 保证不同类型的废水经由各自的管路流向污水站处理：     严格区分不同类型的废水，根据生产场所的设备布置情况，排放管道，并注上相应标记。这样，即使生产工艺发生变动，也能根据各药水的成分，将各种废水重新导入相应管道，确保污水处理达标。 （3） 严格工艺操作，禁止随处倾倒含铜废水：     印制电路板生产企业，各自的生产条件和加工工艺流程不尽相同。由于受印制电路板加工设备或生产环境的制约，有时会采取一些临时措施。如：印制电路板在制件于工序间周转时，为避免板面铜层氧化，需将其置于盛有稀酸液的塑料槽内；电镀铜所用磷铜球的异处保养及清洗操作等。 在此情况下，一定要严格工艺操作纪律，将上述含铜废水倒入相应处理槽内，禁止随处倾倒，确保污水处理达标。 （4） 不断加强设备进步，减少不必要的含铜废水处理量：     例如，印制电路板各工序前处理所采用的刷板机，其工作时，不仅水量大，而且其中含铜粉量高，若一并纳入处理，十分不经济。应加强设备改造，在制程中配合铜粉回收机使用，回收此股废水再用，以减轻污水处理负担，确保污水处理达标。 （5） 不断加强工艺进步，降低含铜络合物废水处理量：     在经济和供货条件许可的条件下，进行工艺改革。例如，将印制电路板化学前处理时所用的过硫酸铵，用过硫酸钠代替。尽管目前过硫酸钠的价高于过硫酸铵，但采用过硫酸钠后，可大大降低含铜络合物废水处理量，节约了废水处理费用，应该是合算的。而更重要的是，可进一步确保污水处理达标。 此外，用直接电镀代替目前普遍采用的化学沉铜工艺，也是一条降低含铜络合物废水处理量，减轻污水处理压力的好办法。 　　5 结束语 　　综上所述，印制电路板生产废水的处理工作较为复杂，要想保证废水处理达标具有一定的难度。但只要各级领导重视，加强对职工进行环保法规和法令的宣传教育，提高广大职工的环保意识，就一定能使我国的环保水平迈上一个新台阶。另一方面，各生产厂家要加大废水处理的资金投入，改造旧设备，保证废水处理设备能正常运转。此外，要积极引入新的废水处理技术，只有这样，才能真正确保废水处理达标，为我们营造出一个无污染的美好环境。  

一个长周末过去了，今天来看论坛的时候，小编们发现在过去的几天内，探讨技术的求助帖又了不少。在每天的论坛速递中做推广，版面都可能不够用了。再次利用本人的博客，为这些网友的求助帖做了小推广，希望技术大侠看到这些内容后，热情支援一下。 这些部分帖子有： 车载音响\收音\天线部分应该如何设计，阻抗是否需要考虑？ http://forum.eet-cn.com/FORUM_POST_10009_1200167892_0.HTM 车载音响 收音 天线部分应该如何设计，阻抗是否需要考虑? 求教脉冲信号的放大? http://forum.eet-cn.com/FORUM_POST_10012_1200167746_0.HTM 请问各位高手，为了提高驱动能力，如何把5V的单脉冲信号（脉宽约10 ns）放大成5V、20mA的信号，能否给个电路图或者芯片等，谢谢！ 这款是什么天线? http://forum.eet-cn.com/FORUM_POST_10005_1200167637_0.HTM 哪位知道这款蓝牙板的天线是谁家的啊，5020规格的陶瓷天线，灰色，两侧带锯齿纹。感激不尽！如果有供应商能提供那可以联系我。 超声波驱动和接收电路一个请教？ http://forum.eet-cn.com/FORUM_POST_10012_1200168213_0.HTM 超声波的探头需要1MHZ的高频电压信号才能驱动，现在想问的是利用中周电感进行电压放大。电路中OC1B引脚接收40KHZ的脉冲，PJ1接超声波探头。请问这个电路（如图）可以吗？要实现放大电压就是次级线圈要比初级线圈多是吗？ 如何将24v信号转为5v？急！ http://forum.eet-cn.com/FORUM_POST_10012_1200168077_0.HTM 从机械手里接出一个24v的触发信号，驱动一台记录仪器，仪器需要5v，10mA的正向TTL信号，请问该如何设计啊？简单就好。多谢各位大侠！ 带隙电路的启动电路如何仿真？ http://forum.eet-cn.com/FORUM_POST_10005_1200167537_0.HTM 除了对电源进行直流扫描和交流扫描之外，还有其他方法确保启动电路正常工作么？ Protel DXP的组合操作怎么用？ http://forum.eet-cn.com/FORUM_POST_10012_1200168076_0.HTM 有大概10个元件布局好了，和其他模块调整距离的时候，我想作为一个整体拖动，怎么操作？ 带保护功能的开关电源怎么实现？ http://forum.eet-cn.com/FORUM_POST_10011_1200167471_0.HTM 该电源系统的输入电压范围11V~30V，输出电压2路：5V/3A,12V/1A。当电源低于11V或高于30V时，要求2路输出都切断，当电压回升到 12V~25V后继续输出。主要是前面的过欠压保护功能该怎么设计？哪有适合要求的两路输出电源芯片？