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例如对于图3. 7 的去稠电容来说，在图3.7(a) 的情况下，去稠电容与集成电路或者大规模集成电路分布于电源的两侧，干扰电流闭合环叠加于电源供电电流之上，因而会形成较强的电磁干扰;而在图3.7(b)的情况下，去搞电容位于电源与集成电路或者大规模集成电路之间靠近电源的地方，结果就形不成叠加于电源供电电流之上的干电流闭合环，因此不会形成较强的电磁干扰。

另外，在多层印制电路设计中，很容易出现图3.8 所示的在闭合环形导电通道图形内又插入了其他导体图形的现象，而当电路为高频数字电路时，这个插入的导体图形内部有时候会产生较大的感应电流，也就是产生强烈的电磁干扰。所以应当尽量避免这种现象的发生。

二，改善多层印制电路板的层序
减少或者避开微带线中的信号电流闭合环与噪声电流闭合环是降低电磁干扰的重要手段之一，当采用传统的多层印制电路板的层序结构无法将它们减少或者避开时，建议你不妨改变一下印制电路板的层序试一试，往往可以产生意想不到的效果。

图3.9 就是一个以6 层印制电路板为例，进行的普通印制电路板层序与抗电磁干扰型印制电路板层序的比较，在图3.9(a) 中接地层只有一层，而在图3.9 (b) 中接地层变成了二层。接地层的增加，布线层的减少，简化了信号通道的微带线。

另外，将电源与集成电路或者大规模集成电路的电源滤波器之间的电源通道做成一条导电带、而不是整个的导电面，如图3.10 所示，也可以有效地降低电磁干扰。

三，消除高效辐射的电路形状
为了避免形成的高效天线电路、构成强烈的电磁辐射源，不管是信号传输线路，还是电源供电线路;都应当杜绝终端开放的导体图形，也就是说，应当把它们多余的图形去掉。接地层的面式导体图形也应当起止于那些需要连接的部位，而去掉多余的部分。

而在同时具有数字电路和模拟电路的印制电路中，最应当注意的问题却不是这种接地点的连接，而是不同信号电平电路的接地是否被严格地隔离开了。

当电源供电线路和接地线路被制作成细长导电带的情况下，如果导电带两端都是低阻抗状态，切记不可将它们的长度设计为时钟脉冲基波波长或者其高次谐波波长的一半，即不能是λ/2 。在导电带的几何长度不容易改变的情况下，对于电源供电线路，可以采用在中途插入去藕电容的方法进行变通;对于接地线路，可以将线路缩短到某个长度、从该位置采用过孔与接地层相连接的方法进行变通。

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随着PCB线路的越来越精细化，小于3mil的线路将逐渐成为主流，目前最先进PCB的线路已经小于0．8mil(20um)。一般来说，对于50um以下的线宽／间距，传统的减成法已经无法制作，必须采用全加成或半加成的方法生产。全加成法流程与传统PCB流程相差很大，一般只有日本使用；半加成流程与传统PCB~K艺流程比较接近，主要困难是介质层的表面处理方法。近年来，半加成法在IC载板制造得到广泛的应用， 目前业界有报道的半加成法加成的介质层多为环氧树脂，特殊材料为加成介质层的很少：因此，表面处理基本上是湿法处理(改良的高锰酸体系)。在一些特殊领域需要应用新的材料技术(如PI、BT、Teflon?和陶瓷基等)，这些材料可以解决热膨胀系数和信号速度、干扰问题。本文将讨论聚酰亚胺(P1)材料作为加成介质层的半加成法。

聚酰亚胺(P1)是一类以酰亚胺环为结构特征的高性能聚合物材料，介电常数为3.4左右，掺入氟，或将纳米尺寸的空气分散在聚酰亚胺中，介电常数可以降至2.3~2.8。它的介电损耗角正切值为10-3，介电强度为1~3 MV／cm，体电阻率为1013Ω·cm。这些性能在一个较大的温度范围和频率范围内仍能保持稳定。聚酰亚胺薄膜具有耐高低温特性和耐辐射性、优良的电气绝缘性、粘结性及机械性能。例如未填充的塑料的抗张力强度都在100MPa以上，而且能在-269~250℃的温度范围内长期使用。热膨胀系数很低，为2×10-5~3×10-5／℃。聚酰亚胺复合薄膜还具有高温自粘封的特点。聚酰亚胺材料目前已广泛应用于宇航、电机、运输工具、常规武器、车辆、仪表通信、石油化工等工业部门。

聚酰亚胺的结构式如下：

采用聚酰亚胺的PCB，传统湿法处理工艺难以达到理想效果，而使用离子工艺提供了更为有效且兼环境友好的解决方案，本文将讨论等离子体工艺在PI材料半加成印制线路板制造中的应用。

二、半加成法和等离子简介

1. 半加成介绍
 按照PCB线路的形成方法分类，可分加成法和减成法。业界除了日本以外，几乎所有其他地区的PCB线路形成皆采用减成法；所谓减成法，线路是通过蚀刻形成的，字面上的理解——线路是“减”出来，不管是掩孔酸蚀(Tenting)法还是图形电镀碱蚀法都属于减成法范畴。加成法与减成法不同，线路是通过沉铜方法形成，全加成的线路经过选择性沉铜至要求厚度，整个流程不需蚀刻；半加成法的底铜为沉铜形成，完成线路需微蚀。半加成的基本流程如下：
芯板一加成绝缘层(ABF干膜或丝印树脂)一表面处理一沉铜一图形转移一图形电镀一微蚀一后续流程半加成流程可靠性必须考虑沉铜层与板面的抗撕强度(Peelstrength)，而影响铜结合力主要因素是前处理效果，对于普通环氧树脂，一般采用专用的高锰酸体系。
对于PI材料而言，由于传统方法效果不理想，而等离子体在PI软板处理效果比较理想，因此考虑采用等离子体作为介质层的处理方法。

2．等离子工艺介绍
 (1) 定义
等离子体(Plasma)又称物质第四态，区别于物质常见的固、液、气三种存在形态。是一种具有一定颜色的准中性电子流，是正离子和电子的密度大致相等的电离气体；在等离子状态下脱离原子束缚的电子和原子，中性原子，分子和离子无序运动，具有很高的能量，但整体显中性。这样的物质运动状态通常发生在太阳表面，日常生活中的这种现象被广泛应用于日光灯技术。
 (2) 等离子作用原理及设备介绍
高真空室内部的气体分子被电能激化，被加速的电子互相碰撞使原子、分子的最外层电子被激化脱离轨道，生成离子或反应性比较高的自由基。这样生成的离子， 自由基继续相互碰撞和被电场加速，并与材料表面相互冲撞，破坏数微米深度的分子间原有的结合方式，削去孔内一定深度的表面物质形成微细凹凸，同时产生的气体成分成为反应性成官能基／团，它们诱导物质表面发生物理、化学变化，因此提高镀铜的结合力、除污等效果。
等离子体工艺最初被应用于半导体行业，如LSI和DRAM等制造工艺。其在PCB制造工艺中应用相对较晚，最早是在军用高可靠要求PCB制造上使用(凹蚀)。等离子设备的原理图如下：

典型的等离子体设备由四个部分组成：分别有真空室(vacuum chamber)、电极(electrode)、射频发生器(RFgenerator)、真空泵(vacuumpump)。
 在处理PCB时，PCB悬挂于真空室内相邻一对电极之间。真空泵提供保持等离子产生时一定的真空度——低至毫托(milliTorr)加工气体以一定流量流入。一旦达到这个压力，射频发生器信号加在电极上便开始激发气体产生等离子体。
 (3) 等离子体在PCB制造工艺中具体的应用
 PCB等离子工艺解决通常制程问题如钻污、残胶、低粘附力和表面活化。具体的应用包括除钻污、表面活化(主要是Teflon)、除碳(激光钻孔后)等。一般刚挠板件、挠性板前处理也可以用等离子工艺实现。它提高聚酰亚胺表面可润湿性和粗化度，等离子的表面粗化可增强表面结合力。

三、实验材料与方法

1. 实验材丰斗
 Nelco 7000聚酰亚胺
普通沉铜和电镀药水
等离子设备美国APS PWB-24E
抗剥离强度测试机：深圳生产的瑞格尔(Reger)R3010
 2. 实验方法
比较PI材料经过等离子体处理与高锰酸体系处理后表面的差别，并测试铜与介质层的结合力高锰酸体系还采用不同的条件进行处理。
 3. 工艺流程
芯板→加成PI层→等离子或高锰酸表面处理→沉铜→电镀至1.2mil→测试抗剥离强度
 4. 同时用普通FR-4做对比
 5. 经过加成后，全部进行抗剥离强度测试
测试方法按照IPC方法，采用宽度为3.175mm铜线；测试机是深圳生产的瑞格尔(Reger)R3010。测试条件为：剥离长度100 mm，试验速度10 mm/min

四、结果与讨论

1．等离子处理后的表面
 经过处理后，介质层表面粗糙度SEM照片见表1
 2．高锰酸处理后
在实验中，原来之打算用一个条件处理，但因抗剥强度太差，再用另外的条件试验。
从SEM看，高锰酸体系对改善粗糙度效果比SEM差，见表1，2

3．FR-4材料试验
 采用不同的处理条件，SEM观察表面情况，测试抗剥离强度从结果看，等离子处理没有优势。

注：用粘结片层压后PI与铜的结合力一般为0.7N/mm
 (2)普通FR4材料
经过等离子体处理后的FR4材料沉铜后起泡，高锰酸钾体系则没有该现象，因此，传统的凹蚀体系对于FR4的处理效果要好于等离子体。

五、结论

在采用PI为介质层的半加成工艺中，等离子体处理可得到与层压相同的抗剥离强度；对于传统FR4材料的半加成工艺，等离子体处理效果比传统高锰酸体系差。

六、参考文献

1. Lou Fierro and James D. Getty, Plasma Processes for Printed Circuit Board Mamfacturing CircuiTree
 2. Tad Bergstresser, Rocky Hilburn, H. Kaplan and R. Le Adhesiveless Copper on Polyimide Substrate with Nickel-Chromium Tiecoat CircuiTree June 1, 2003

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2 问题：印制电路中蚀刻液出现沉淀
原因：
络合剂氯离子不足
解决方法：
按照工艺要求进行分析，并按分析提供的数据进行调整及补充。

3 问题：印制电路中光致抗蚀剂被破坏
原因：
（1）酸过量
（2）基板表面清洗不干净
（3）曝光不适当
（4）涂覆液态光致抗蚀剂时烘烤不当
解决方法：
（1）按工艺要求采用氢氧化钠中和或用水稀释进行调整。
（2）加强基板表面的清洁处理。
（3）用光密度表检测曝光能量或曝光时间。
（4）按工艺要求调整烘烤温度和时间。

4 问题：印制电路中在基板铜的表面有黄色或白色沉淀
原因：
（1）蚀刻液内的氯离子和酸度太低
解决方法：
（2）A.按工艺要求进行分析后添加盐酸。
B.采用5%盐酸溶液清洗板面再使用水彻底清洗干净。

5 问题：印制电路中蚀刻机附近有氯气泄漏（指采用直接用氯气再生装置生产单位）
原因：
（1）监控用的“氧化还原电位计（ORP）”探棒太脏
（2）ORP的探棒不标准
（3）由于电性干扰造成探棒输出错误讯号与读值
（4）蚀刻机的管路漏出氯气
（5）氯气筒阀门漏气
解决方法：
（1）检查探棒表面是否有沾污，如发现末端有轻微的氧化情形时，可用橡皮小心擦掉。
（2）按照工艺要求应定期进行校正，如经校正后仍出现氯气外泄时，则探棒可能已失效，应及时进行更换。
（3）根据设备实际情况，将连接探棒的所有导线一律加装保护外罩层，并确定外罩层的良好接地或根据供应商的说明书加以改善。
（4）采用湿布沾吸氨水，然后沿着管路进行检查凡漏氯气处将立即产生白雾状的氯化铵气体（特别提出要注意安全）。然后停机进行检修。
（5）更换专用阀门。

6 问题：印制电路中蚀刻速率突然下降
原因：
（1）再生所使用的化学药品的供应有问题，以致再生反应减慢或停止
（2）管路漏水造成蚀刻液被稀释
解决方法：
（1）A.检查蚀刻机中再生装置内再生剂的常备量及补充情况。
B.如采用筒装氯气再生装置，特别要注意筒内是否已冻成液体，此种情况可由筒外结霜得知，并采用吹风机除霜，但决不能用加热器直接加热，以防爆炸。
C.如经常结霜时，即表示筒口气化太快，此时宜增加氯气筒以减少结霜的发生。
D.检查阀门是否堵塞。
（2）A.检查蚀刻液的比重，正确的比重为1.261-1.283。
B.经检测的蚀刻液的比重不足时，即表示管路已发生漏水稀释现象出现,并找出缺陷位置进行检修。

7 问题：印制电路中氯化铜蚀刻速度减慢，但仍然很稳定
原因：
（1）ORP中的伏特计设定值太低（不可低于500毫伏，否则再生反应将不完全）
（2）冷却水漏进蚀刻液内造成稀释
（3）进行批量生产时，板子带入的水份过多
（4）蚀刻液的比重太高，溶铜量过多应保持在波美度30-32°Bё（比重值为1.26-1.29）之间
解决方法：
（1）根据酸性氯化铜蚀刻理论与实际经验，应将ORP的设定值提高，在500-540毫伏之间，并参考供应商提供的说明书。
（2）检查冷却系统管路是否有漏水情形，并找出问题点及进行检修。
（3）加装止水轮或风刀。
（4）增加水量使氯化铜蚀刻液稀释到工艺范围之内。

8 问题：印制电路中氯化铜蚀刻过度
原因：
（1）蚀刻机内传送带速度太慢
（2）蚀刻液中盐酸的浓度太高
（3）氯化铜蚀刻液比重太低，造成蚀刻速度加快，直到比重1.22铜量增多时才会慢下来。
（4）如蚀刻机抽风太强又直接用氯气再生时，可能会过度再生与加速蚀刻
解决方法：
（1）A.检查蚀刻速度的设定是否正确，按铜层厚度调整传送带的速度。
B.根据蚀刻情况，重新校正设定的速度。
C.按工艺要求分析其成份并加以调整同时检查喷淋压力及喷咀。
（2）A如采用盐酸为再生剂，槽液含量不能超过0.1N。
B.当盐酸太浓时，必须检查输送的管路和阀门。
（3）A.检测蚀刻液在54℃时的比重值是否仍在1.26-1.29之间，比重太低蚀刻速度就会加快。
B.检查设备各水管路是否有漏水现象。
C.按工艺要求添加铜量使蚀刻液的比重回升到1.26-1.29之间。
（4）检查蚀刻液的ORP（氧化还原电位）是否仍在500-540毫伏之间。如数据太高时即表示再生过度，蚀刻速度也就会太低。

9 问题：印制电路中酸性氯化铜蚀刻不足
原因：
（1）蚀刻机传动速度太快
（2）蚀刻液的温度不正确
（3）氯化铜蚀刻液的比重太高溶铜量过多，以致蚀刻速度变慢
（4）喷淋压力不足
解决方法：
（1）检查所设定的速度与铜层厚度的关系，并按照工艺要求调整传送速度。
（2）检查温度控制器与加热器是否有异常。
（3）A.检测蚀刻液在54℃时其正常的比重为1.26-1.29之间。
B.检查比重控制仪或加水系统是否正常。
C.根据工艺要求加水稀释到正常比重范围以内。
（4）A.根据蚀刻情况，旋转调压钮增加到规定数值，以达到增加喷淋压力的目的。
B.检查管路或泵是否有漏水现象。
C.检查蚀刻机的槽底储液水面是否仍够，避免泵抽入空气。

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（2）选择复合盖板材料（上下两层是厚度0.06mm的铝合金箔，中间是纤维芯，总厚度为0.35mm）
（3）检查钻孔后其它作业情况，如孔化前应进行烘干处理。
（4）检查或检测工具孔尺寸精度及上定位销的位置是否有偏移。
（5）检测验孔设备与工具。
（6）选择合适的钻头转速
（7）清理或更换弹簧夹头。
（8）重新检查磁带、软盘及读带机等。
（9）检测及改进工具孔位置及孔径精度。
（10）选择合适的进刀速率或选抗折强度更好的钻头。

2 问题：印制电路机械钻孔的孔径失真
原因：
（1）钻头尺寸错误
（2）进刀速率或转速不恰当所至
（3）钻头过度磨损
（4）钻头重磨次数过多或退屑槽长度低于标准规定。
（5）钻轴本身过度偏转。
解决方法：
（1）操作前应进行检查钻头尺寸及控制系统是否指令发生错误。
（2）调整进刀速率和转速至最理想状态。
（4）更换钻头，并限制每个钻头钻孔数量。通常按照双面板（每叠三块）可钻6000-9000孔；高密度多层板上可钻500个孔；对于FR-4（每叠三块）可钻3000个孔；而对较硬的FR-5，平均减少30%。

（4）限制钻头重磨的次数及重磨尺寸变化。对于钻多层板每钻500孔刃磨一次，允许刃磨2-3次；每钻1000孔可刃磨一次；对于双面板每钻3000孔，刃磨一次，然后钻2500孔；再刃磨一次钻2000孔。钻头适时重磨，可增加钻头重磨次数及增加钻头寿命。通过工具显微镜测量，在两条主切削刃全长内磨损深度应小于0.2mm。重磨时要磨去0.25mm。定柄钻头可重磨3次；铲形钻头重磨2次。

（5）使用动态偏转测试仪检查主轴运行过程的偏转情况或严重时由专业的供应商进行修理。

3 问题：孔壁内钻污过多
原因：
（1）进刀速率或转速不恰当
（2）基板树脂聚合不完全
（3）钻头击打数次过多损耗过度
（4）钻头重磨次数过多或退屑槽长度低于拄术标准
（5）盖板与垫板的材料品质差
（6）钻头几何外形有问题
（7）钻头停留基材内时间过长
解决方法：
（1）调整进刀速率或转速至最佳状态。
（2）钻孔前应放置在烘箱内温度120℃烘4小时。
（3）应限制每个钻头钻孔数量。
（4）应按工艺规定重磨次数及执行技术标准。
（5）应选用工艺规定的盖板与垫板材料。
（6）检测钻头几何外形应符合技术标准。
（7）提高进刀速率，减少叠板层数。

4 问题：印制电路机械钻孔的孔内玻璃纤维突出
原因：
（1）退刀速率过慢
（2）钻头过度损耗
（3）主轴转遵太慢
（4）进刀速率过快
解决方法：
（1）应选择最佳的退刀速率。
（2）应按照工艺规定限制钻头钻孔数量及检测后重磨。
（3）根据公式与实际经验重新调整进刀速率与主轴转速之间的最佳数据。
（4）降低进刀速率至合适的速率数据。

5 问题：印制电路机械钻孔的内层孔环的钉头过度
原因：
（1）退刀速度过慢
（2）进刀量设定的不恰当
（3）钻头过度磨损或使用不适宜的钻头

 
（4）主轴转速与进刀速率不匹配
（5）基板内部存在缺陷如空洞
（6）表面切线速度太快
（7）叠扳层数太多
解决方法：
（1）增加退刀速率至最佳状态。
（2）重新设定进刀量达到最佳化。
（3）按照工艺规定限制钻头的钻孔数量、检测后重新刃磨和选择适宜的钻头。
（4）根据经验与参考数据，进行合理的调整进刀速率与钻头转遵至最佳状态并且检测主轴转速与进刀速率的变异情况。
（5）基材本身缺陷应即时更换高品质的基板材料。
（6）检查和修正表面切线速度。
（7）减少叠板层数。可按照钻头的直径来确定叠板厚度，如双面板为钻头直径的5倍；多层板叠板厚度为钻头直径的2-3倍。
（8）采用较不易产生高温的盖、垫板材料。

6 问题：印制电路机械钻孔的孔口孔缘出现白圈（孔缘铜层与基材分离）
原因：
（1）钻孔时产生热应力与机械应力造成基板局部碎裂

（2）玻璃布编织纱尺寸较粗
（3）基板材料品质差
（4）进刀量过大
（5）钻头松滑固定不紧
（6）叠板层数过多
解决方法：
（1）检查钻头磨损情况，然后再更换或是重磨。
（2）应选用细玻璃纱编织成的玻璃布。
（3）更换基板材料。
（4）检查设定的进刀量是否正确。
（5）检查钻头柄部直径及弹簧筒夹的张力。
（6）根据工艺规定叠层数据进行凋整。

7 问题：印制电路机械钻孔的孔壁粗糙
原因：
（1）进刀量变化过大
（2）进刀速率过快
（3）盖板材料选用不当
（4）固定钻头的真空度不足
（5）退刀速率不适宜
（6）钻头顶角的切削前缘出现破口或损坏
（7）主轴产生偏转太大
（8）切屑排出性能差
解决方向：
（1）保持最隹的进刀量。
（2）根据经验与参考数据进行调整进刀速率与转速达到最佳匹配。

（3）更换盖板材料。
（4）检查数控钻机真空系统并检查主轴转速是否有变化。
（5）调整退刀速率与钻头转速达到最佳状态。
（6）检查钻头使用状态，或者进行更换。
（7）对主轴、弹簧夹头进行检查并进行清理。
（8）改善切屑排屑性能，检查排屑槽及切刃的状态。

8 问题：印制电路机械钻孔的孔壁毛刺过大，已超过标准规定数据
原因：
（1）钻头不锐利或第一面角（指切刃部）出现磨损
（2）叠板间有异物或固定不紧引起
（3）进刀量选择过大
（4）盖板厚度选择不当（过薄）
（5）钻床压力脚压力过低（上板面孔口部分产生毛刺）
（6）所钻的基板材料品质不良（基板的下板面孔口出现毛刺）

（7）定位销松动或垂直度差所至
（8）定位销孔出现毛屑
（9）基板材料固化不完全（钻孔板的出口处出现毛边）
（10）垫板硬度不够，致使切屑带回孔内
解决方法：
（1）根据检测情况决定重新刃磨或更换新钻头。使用前必须进检测。
（2）叠板前必须认真检查表面清洁情况。装叠扳时要紧团，以减少叠板之间有异物。
（3）应根据经验与参考数据重新选择最佳进刀量。
（4）采用较厚硬度适宜的盖板材料。
（5）检查钻床压力脚供气管路压力、弹簧及密封件
（6）选择硬度适宜平整的盖垫板材料。
（7）更换定位销和修理磨损的模具。
（8）上定位销前必须认真进行清理。
（9）钻孔前应在烘箱内120℃烘4-6小时。
（10）选择硬度适合的垫板材料。

9 问题：孔壁出现残屑
原因：
（1）盖板或基板材料材质不适当
（2）盖扳导致钻头损伤
（3）固定钻头的弹簧央头真空压力不足
（4）压力脚供气管道堵塞

（5）钻头的螺旋角太小
（6）叠板层数过多
（7）钻孔工艺参数不正确
（8）环境过于干燥产生静电吸附作用
（9）退刀速率太快
解决方法：
（1）选择或更换适宜的盖板和基板材料。
（2）选择硬度适宜的盖板材料。如2号防锈铝或复合材料盖板。
（3）检查该机真空系统（真空度、管路等）。
（4）更换或清理压力脚。
（5）检蠢钻头与标准技术要求是否相符。
（6）应按照工艺要求减少叠板层数。
（7）选择最佳的进刀速度与钻头转速。
（8）应按工艺要求达到规定的湿度要求应达到湿度45%RH以上。
（9）选择适宜的退刀速率。

10 问题：印制电路机械钻孔的孔形圆度失准
原因：
（1）主轴稍呈弯曲变形
（2）钻头中心点偏心或两切刃面宽度不一致
解决方法：
（1）检测或更换主轴中的轴承。
（2）装夹钻头前应采用40倍显微镜检查。

11 问题：印制电路机械钻孔的叠层板上面的板面发现耦断丝连的卷曲形残屑
原因：
（1）未采用盖板
（2）钻孔工艺参数选择不当
解决方法：
（1）应采用适宜的盖扳。
（2）通常应选择减低进刀速率或增加钻头转速。

12问题：钻头容易断
原田：
（1）主轴偏转过度
（2）钻孔时操作不当
（3）钻头选用不合适
（4）钻头的转速不足，进刀速率太大
（5）叠扳层数太高
解决方法：
（1）应对主轴进行检修，应恢复原状。
（2）A.检查压力脚气管道是否有堵塞
B.根据钻头状态调整压力脚的压力
C.检查主轴转速变异情况
D.钻孔操作进行时检查主轴的稳定性
（1）检测钻头的几何外形，磨损情况和选用退屑槽长度适宜的钻头。
（2）选择合适的进刀量，减低进刀速率。
（3）减少至适宜的叠层数。

13 问题：印制电路机械钻孔的孔位偏移造成破环或偏环
原因：
（1）钻头摆动使钻头中心无法对准
（2）盖扳的硬度较高材质差
（3）钻孔后基板变形使孔偏移
（4）定位系统出错
（5）手工编程时对准性差
解决方法：
A.减少待钻基扳的叠层数量。
B.增加转速，减低进刀速率。
C.检测钻头角度和同心度。
D.观察钻头在弹簧夹头上位置是否正确。
E.钻头退屑槽长度不够。
F.校正和调正钻机的对准度及稳定度。
P.应选择均匀平滑并具有散热、定位功能的盖板材料。
（1）根据生产经验应对钻孔前的基板进行烘烤。
（2）对定位系统的定位孔精度进行检测。
（3）应检查操作程序。
（4）对定位系统的定位孔精度进行检测。
（5）应检查操作程序。

14 问题：印制电路机械钻孔的孔径尺寸错误
原因：
（1）编程时发生的数据输入错误
（2）错用尺寸不对的钻头进行钻孔
（3）钻头使用不当，磨损严重
（4）使用的钻头重磨的次数过多
（5）看错孔径要求或英制换算公制发生错误
（6）自动换钻头时，由于钻头排列错误
解决方法：
（1）检查操作程序所输入的孔径数据是否正确。
（2）检测钻头直径，更换尺寸正确的钻头。
（3）更换新钻头，应按照工艺规定限制钻头的钻头的钻孔数量。
（4）应严格检查重磨后的钻头几何尺寸变化。
（5）应仔细地阅看兰图和认真换算。
（6）钻孔前应仔细检查钻头排列的尺寸序列。

15 问题：印制电路机械钻孔的钻头易折断
原因：
（1）数控钻机操作不当
（2）盖板、垫板弯曲不平
（3）进刀速度太快造成挤压所至
（4）钻头进入垫板深度太深发生绞死
（5）固定基扳时胶带未贴牢
（6）特别是补孔时操作不当
（7）叠板层数太多
解决方法：
（1）A.检查压力脚压紧时的压力数据。
B.认真调整压力脚与钻头之间的状态。
C.检测主轴转速变化情况及主辖的稳定性。
D.检测钻孔台面的平行度和稳定度。
（2）应选择表面硬度适宜、平整的盖、垫板。
（3）适当降低进刀速率。
（4）应事先调整好的钻头的深度。
（5）应认真的检查固定状态。
（6）操作时要注意正确的补孔位置。
（7）减少叠板层数。

16 问题：印制电路机械钻孔的堵孔
原因：
（1）钻头的长度不够
（2）钻头钻入垫板的深度过深
（3）基板材料问题（有水分和污物）
（4）由于垫板重复使用的结果
（5）加工条件不当所至
解决方法：
（1）根据叠层厚度选择合适的钻头长度。
（2）应合理的选择叠层厚度与垫板厚度。
（3）应选择品质好的基板材料，钻孔应进行烘烤。
（4）应更换垫板。
（5）应选择最佳的加工条件。

17 问题：印制电路机械钻孔的孔径扩大
原因：
（1）钻头直径有问题
（2）钻头断于孔内挖起时孔径变大
（3）补漏孔时造成
（4）重复钻定位孔时造成的误差引起
（5）重复钻孔造成
解决方法：
（1）钻孔前必须认真检测钻头直径。
（2）将断于孔内的钻头部分采用顶出的方法。
（3）补孔时要注意钻头直径尺寸。
（4）应重新选择定位孔位置与尺寸精度。
（5）应特别仔细所钻孔的直径大小。

18 问题：印制电路机械钻孔的孔未穿透
原因：
（1）DN设定错误
（2）垫板厚度不均匀问题
（3）钻头设定长度有问题
（4）钻头断于孔内所至
（5）盖板厚度选择不当
解决方法：
（1）钻孔前程序设定要正确。
（2）选择均匀、合适的垫板厚度。
（3）应根据叠层厚度设定或选择合适的长度。
（4）钻孔前应检查叠层与装夹状态及工艺条件
（5）应邀择厚度均匀、厚度合适的盖板材料。

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前处理的目的是除去铜箔表面的氧化物，同时暴露出有利于干膜和铜表面结合的有一定活性的铜表面。其结合力分为机械力和化学力两种。因此影响结合力的因素为：接触表面积、接触角和界面化学作用力(包括分子间的范德华力、极性键力等)对此需要通过前处理制造出一定的表面微观粗糙度，保证干膜与铜箔表面之间有良好的附着力避免因贴膜不牢造成的脱膜、短路或渗镀等现象。

前处理质量的好坏直接影响到干膜和覆铜箔板的附着力，检验前处理质量的好坏通常需要做水膜试验，方法是定期抽取处理后的覆铜箔板，完全浸入水中，将板子取出后垂直放置，覆铜箔板表面应该均匀的附着一层水膜，水膜能保持15s以上不破为合格。

前处理有手工清洗，机械清洗和化学清洗三种方法。

    (1)手工清洗通常先用5％的稀硫酸泡去氧化层，后用木炭在流水下手工磨板，以除油和粗化板面。

    (2)机械清洗  所用刷板机又分为磨料刷辊式刷板机和浮石粉刷板机两种。

    ①磨料刷辊式刷板机  此种刷板机的刷子又分为压缩型和硬毛型。前者可用于多层板内层板清洗，寿命短；后者可用于钻孔去毛刺或铜箔表面抛光。

    此类刷板机在使用时应注意控制放置板子位置，避免只使用中间段的刷辊，尽可能使左右和中间的刷辊磨损保持一致，使用一段时问后，当刷辊中间的磨损明显比左右两边大时，则需要对刷辊进行打磨整理或者更换。

    判断刷辊需要打磨整理或者更换的依据是刷痕试验。取一块和刷板机刷辊一样宽的覆铜箔板，放置于刷板机的刷辊处，停止传动后打开刷辊开关，几秒钟后关闭刷辊开关，取出覆铜箔板观察刷痕，刷痕的一般要求是刷痕均匀，宽度约8mm为宜，若宽度过窄说明刷辊压力过小；若刷痕宽度过宽，说明刷辊压力过大；若刷痕呈"狗骨"状，说明刷辊需要修理或更换。

    ②浮石粉刷板机  这种方法采用低压喷砂使火山岩粉末(浮石粉)喷向铜箔表面，再以尼龙刷研磨，浮石粉刷板机处理过的印制板，铜箔表面清洗，无沟槽等划伤，表面与孔之间的连接不会被破坏，适合处理细导线印制板。但是浮石粉的硬度较小，使用一段时间浮石粉的棱角就会被磨掉，必须再次更换，比较麻烦也增加成本，所以近来采用氧化铝粉末来代替浮石粉。

    (3)化学清洗先用碱性水溶液去除铜表面的油污，汗迹等有机污染物，水洗后再用酸性水溶液去除铜表面的氧化层，同时粗化表面。化学清洗的特点是去掉铜箔较少，板材不受机械应力的影响，需要监测溶液以及进行废液处理。

    清洗处理后，最好立即进行贴膜，若放置时间超过4h，则应重新进行清洁处理再贴膜。

    前处理的注意事项  铜表面粗糙度会对干膜的附着力产生影响，铜箔表面太平滑会造成附着力差；太粗糙会造成电镀时渗镀或蚀刻时的侧蚀。

    研磨后的干燥系统也十分重要，干燥不彻底会使铜箔表面再次形成氧化或产生白点，影响贴膜的效果。
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CEM-1 覆铜板主要特点：
1 产品主要性能优于纸基覆铜板；
2 具有优秀的机械加工性；
3 成本低于玻纤布覆铜板。

二、主要材料
CEM-1覆铜板采用的主要材料有：环氧树脂、玻纤布、木浆纸和铜箔等。
（1）环氧树脂在CEM-1树脂体系中，一般采用溴化环氧树脂为主体树脂。其技术要求，见表8-3。

（2）玻纤布CEM-1覆铜板用的玻纤布，一般采用平纹的E-玻纤布，含碱量小于0.8%。玻纤布必须经去除浸润剂和表面化学处理。处理剂应选用硅烷型处理剂，如氨基硅烷、环氧基硅烷、阳离子硅烷等。常用的玻纤布为《7628》型玻纤布，其技术指标见表8-4。

（3）木浆板覆铜板用的纸有两类：棉浆纸（或称棉纤维纸）和木浆纸（或称木纤维纸）。目前，CEM-1覆铜板一般是采用漂白木浆纸。漂白木浆纸又分两种：加增强剂的漂白木浆纸和不加增强剂的漂白木浆纸。加增强剂的漂白木浆纸主要用于二次上胶。目前，常用的漂白木浆纸有126g/m2,135g/m2等规格，其技术要求，见表8-5.

（4）铜箔CEM-1覆铜板用的铜箔与FR-4覆铜板用的一样。其技术标准为IPC-MF-150F《印制线路用金属箔》。
常用的铜箔厚度： 35μm或18μm。

铜箔的技术要求，见表8-6。

铜箔表面，须经Tc;（渡黄铜）或Tw（镀锌）处理。

三、CEM-1覆铜板制造工艺
CEM-1覆铜板是由玻纤布和漂白木浆纸作基材，分别浸以环氧树脂，制成面料和芯料，覆以铜箔，经热压而成的。所以在制造工艺方面，尤其是上胶工序，与FR-4覆铜板和FR-3覆铜板，有许多相同之处。CEM-1覆铜板的制造工艺流程，见图8-3。

1 树脂体系
在CEM-1树脂体系中，一般是采用溴化环氧树脂作为主体树脂。在FR-4覆铜板生产中，普遍采用双氰胺作固化剂。双氰胺是一种应用较早，且具有代表性的潜伏性固化剂。固化产品具有良好的综合性能。但是，由于双氰胺与环氧树脂相容性差，容易出现反应不均匀、粘结片中双氰胺结晶析出等问题。

众所周知，热塑性酚醛树脂（Novolac）和A阶热固性酚醛树脂（Resol）均可以作为环氧树脂的固化剂，而且环氧酚醛体系，由于交联密度高，固化后产品具有较高的耐热性、耐潮湿性和耐化学性等优良性能。目前，在CEM-1树脂体系中，多数采用线型酚醛树脂作固化剂。

必要时，在树脂体系中，添加一些无机填料，如Al(OH)3,TiO2,Sb2O3等，用来改善产品的阻燃性、冲孔性及外观等。

2 上胶
CEM-1的面料和芯料，由于采用的基材不同，因而上胶所采用的工艺条件不一样。（1）面料采用"—玻纤布作基材，上胶工艺条件与FR-4上胶相似。玻纤布开卷后，通过胶槽浸渍树脂，由挤胶辊的间隙控制胶布的树脂含量，通过烘箱，由烘箱的温度和通过的时间，控制胶布的胶化时间、流动度等技术指标，然后按尺寸要求进行剪切，制成符合要求的面料，见图8-4。

（2）芯料芯料的上胶工艺与高性能纸基覆铜板（FR-3）相似。为了确保产品高质量，一般采用二次上胶工艺，即以漂白木浆纸作基材，先浸以低分子量的水溶性树脂，然后再浸以阻燃环氧树脂。水溶性树脂，由于分子量小、对纸的浸透好，由此制成的产品，在电性能、耐水性、耐热性及冲孔加工性等方面，都能取得良好的效果。木浆纸二次上胶流程，见图8-5。

第一次上胶若采用水溶性密胺树脂，不仅可以改善产品上述各项性能，而且有利于产品阻燃性的提高。

四、CEM-1覆铜板产品性能
（1）阻燃性CEM-1覆铜板按UL94垂直燃烧法进行检验，阻燃性应符合V-O级要求。
（2）冲孔性CEM-1覆铜板具有良好的机械加工性。尤其是冲孔性，优于其他类型的覆铜板。对冲孔性的要求，供需双方协商。
（3）一般性能按IPC 4101/10标准规定，CEM-1覆铜板的一般性能要求，见表8-7。

五、CEM-1覆铜板产品标准
90年代以来，我国生产玻纤布基覆铜板的厂家，产品标准多数是采用美国军用标准（MIL-S-13949）。1997年8月，美国IPC颁布了IPC-4101《刚性及多层印制板用基材规范》。接着，美国国防部决定，从1998年11月起，MIL-S-13949标准自行失效，以IPC-4101标准取代，由此，我国的有关覆铜板厂家的产品标准也作相应的转换，执行IPC-4101标准。其中，CEM-1复合基覆铜板的相关标准为IPC-4101/10，见表8-8。

六、CEM-1覆铜板产品应用
CEM-1覆铜板在耐潮湿性、冲孔性、平整度、耐浸焊性等方面比纸基覆铜板优异.由于其机械强度高于纸基覆铜板，因而可负载较重的元器件。产品的落球冲击强度大大高于纸基覆铜板，并且耐漏电痕迹性和耐金属离子迁移性优良。

CEM-1覆铜板主要用于高频特性要求高的PCB上。如，监视器和电视机的调谐器，电源开关，超声波设备，电子计算机电源和键盘。也可用于电视机、录音机、录像机、收音机、VCD电子设备、汽车电子产品、仪表、办公自动化设备（OA机）、洗衣机、电子玩具等具有阻燃性、机械强度要求高的冲孔加工的印制电路板上。

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上述工艺流程是由电化学公司（Electrochemicals Inc.）提供，包括清洁/调整,Shadow导电胶液，粗化液（微蚀液），烘于以及抗氧化处理等5步。

电化学公司将上述制程以水平式设备推出供应市场，其标准型的尺寸如下：
长度:33英尺
宽度:26英尺
速度:3-6英尺/ 分
产量:200块拼板（18"x24"）/小时
流程时间8-9分钟。

2）Shadow直接电镀制程各工艺溶液的组成及操作条件
1 清洁/调整液
这一步的作用是清洁和调整钻孔板的孔壁，内层Cu和表面Cu，赋予表面带正电荷，并有轻微络合作用。其目的是为下一步能充分吸附碳胶体而形成均匀致密的导体层。

2 清洁/调整液
清洁/调整剂               100ml/L
去离子水                  900ml/L
PH                        9.0-10.5
温度                      54-66℃
时间                      15-20
槽液寿命                  175-200（英尺）2/加仑

3 Shadow导电胶液
Shadow导电胶              500ml/l
去离子水                  500ml/l 
PH                        9.5-10.5
固体含量                  4.7-5.1%
碱度                      0.098-0.132N
温度                      29-32℃
时间                      30-40

特别要注意,shadow导电胶液取用前，应先搅拌均匀（至少10'）之后方可量取配制槽液。
4 微蚀液
去离子水                  槽液体积的3/4
过硫酸钠                  180-220g/l
浓硫酸                    5-10ml/l
五水硫酸铜                3.0-5.0g/l
去离子水                  平衡             
温度                      27-32℃
喷淋压力                  20-25磅/in2
处理时间                  30-60"
蚀刻速度                  0.51-0.76μm分
槽液寿命                  26.2-33.7g/l Cu

5 抗氧化液
去离子水                  980ml/l
抗氧化剂                  20ml/l 
温度                      室温
喷淋压力                  15-20磅/in2
处理时间                  10-20"
PH                        5-7.0
槽液寿命                  711-835m2/l

3）导电膜形成机理
电化学公司提供了下列图4-10清楚地说明了产生导电膜的全过程。这里不再用文字叙述。

 4）Shadow直接电镀制程的监控
Shadow制程中没有使用特殊的监控装置。一般的化学滴定测试槽液中的碱度，控制其PH值和浓度。至于Shadow槽液本身的分析是称重法，以计算固体物的含量更是简单。只要遵守工艺规范，槽液就能稳定地工作。

Shadow液是一种固体分散体系，在配制时或在工作的槽液中，都需要不停地搅拌才能达到均匀吸附在孔表面的效果。

5）Shadow直接电镀制程对基材的适应
据报导Shadow,工艺适用于FR-4。在电化学公司的资料中未提及其它基材。

6）Shadow直接电镀制程工艺的优点
·流程短，有利于水平操作
·不需要特殊的监控仪器，容易管理
·药品品种少，分析数量少
·废水处理量比其它直接电镀工艺少
·成本低。

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从上表可见，导电高分子膜形成的工艺有4步（1-4），在全湿法过程中可以电镀Cu结束，也可以到第4步水洗之后转架或干燥。

2）各工位的作用和导电膜形成机理
1 Compact CP微蚀剂
它有两种作用：清洁电路板Cu表面和多层板孔壁的内层Cu环表面，同时除去钻孔产生的钻污。

2 Compact CP碱性调整剂
这是由超声增强的工艺步骤，具有三种作用：
·除去树脂残渣和碎屑。
·为下面第3步处理树脂均匀有效。
·调整玻璃纤维。

3 Compact CP粘合促进剂
这是特别安排的粘合促进剂，它是一种碱性高锰酸钾溶液，有三种作用：
·去钻污，同时轻微粗化环氧孔壁表面；
·在树脂和玻璃纤维（不在Cu表面）上选择性地产生约11xm厚度的MnO2吸附层（见图6-5a,b,c）；
·MnO2作为后面的导体聚合物氧化的电子接受体，而自身被还原。

4 Compact CP聚合物（高分子）的形成
在本工位中形成导电聚合物，成为本革新工艺流程的心脏。它相当于完成传统PTH工艺流程中的活化（或催化），还原（或加速）和化学镀Cu等三个工位。导电聚合物究竟是怎样产生的呢？根据研究证明，单体有机化合物形成导电聚合物的先决条件是，它必须具有下列特性；
·有共轭双键，
·有聚合能力。

只是在这步，单体有机化合物吡咯在酸性介质中同MnO2反应产生聚合并呈现导电能力。反应发生时，MnO2完全转变成可溶于水的二价锰化合物，并从表面除去，不留残余。电子扫描图4-5中（d）证实了这点。

更深入地讲，在一种酸性介质中，这种单体化合物的电子转移到MnO2上，自身发生了聚合，借助它的共轭双键形成极性高分子（见图4-6）。在这种高分子的导电带中，电子可以在电场方向上移动形成电流。这一特性正是印制板应用所希望的。图4-7表明这一过程。

在图4-5中：
（a）:KMnO4处理后树脂表面存在Mn的谱线；
（b）:KMnO4处理后玻璃纤维上存在Mn谱线；
（c）:KMnO4处理后内层Cu环上无Mn的谱线；
（d）树脂上产生导电膜之后无Mn的谱线。

图4-7当导电性高分子膜，接受到外加的电压时，由上半图可知，其“右环”中左侧之双链（即电子对）逐一向左侧依次跳动，形成下半图双链之新位置。此种“电子对”向左的“跳动”，等于是正电荷- 向右的移动，也就等于是从外电源的正极有“电流”（即正电荷）流向负极了。

5 Compact CP铜清洁剂
应用Cu清洁剂完成酸浸作用。在电子显微镜检查金相切片，没有发现内层Cu和通孔镀层之间的交界面。甚至通过微蚀也如此。图4-8是它的金相照片。

6 Compact CP酸性Cu
在这一步，Cu直接电沉积到聚合物薄层上以及基材的Cu上。这个过程开始，施加的电流密度与板厚孔径比有关，从0.5-5A/dm2的范围内选用。电镀2分钟就能在树脂和玻璃纤维上均匀的电镀Cu层。

3）Compact CP过程的监控
采用Atotch的水平式设备UniPlate Compact CP可以实现完全的自动监控。对碱性促进剂采用Oxamat P设备再生并控制MnO4-与MnO4 2-的比例。导电聚合物槽液的PH保持2.2+-0.2（用玻璃电极测量）。在Compact CP导电聚合物产生槽采用光度方法监视并执行自动添加以维持单体有机物的浓度。自动添加的根据是板子产量。

当然，所有的自动监控和自动添加系统均少不了化学分析或实验室分析的配合。
4）Compact CP制程的优点。
1 选择性强
·只在树脂和玻璃纤维上形成聚合物。
·Cu表面没有聚合物，特别有利于电镀Cu与基体Cu的结合。

2 良好的环境
·没有络合剂
·没有有机溶剂
·没有甲醛

3 Compact 工艺操作性好
·导体层的形成和固着是在一步操作中完成。
·所有各个工艺步骤的处理时间短。
·在水平生产线上得到理想的应用。

4 工艺过程的监测简化
·应用Oxamat P再生和控制MnO4-/MnO4 2-的比例
·自动光度监测Compact CP导电聚合物溶液的单位浓度。

5）Compact CP与减成法的各种工艺的配合
在前面的工艺流程图（见表4-3），是一种水平式的全湿法加工过程，可以完成包括加厚Cu到25-35μm的全板镀。也可以完成象传统PTH垂直设备那样的一次镀Cu（2.5-12μm）作为本流程的结束。然后去贴干膜图象转移，再进行图形电镀。

其实，在形成导电高分子膜之后，可以干燥，作为结束。然后直接制作图形，进行完全的图形电镀。

以作成导电高分子膜结束，在潮湿条件下转架。在垂直设备上进行一次镀Cu或全板镀Cu至25-35μm的全厚度，然后进行正像酸性蚀刻产生电路图形。

因此，Compact CP工艺与Neopact工艺一样能够适应减成法制造PCB的后续工艺的要求。

6）Compact CP导电高子膜的质量检验
背光试验是Compact CP高质量的保证。背光试验表明，在电镀约2μm之后，树脂和玻璃纤维已被电镀Cu层均匀地覆盖。这也证明玻璃纤维已被聚合物覆盖。这种试验是进行下一步加工状态的中间检验的好方法。

实践证明，在2A/dm2的电流密度下电镀- 分钟时，进行孔壁背光试验，已完全看不见针孔了。

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综合试验箱由制冷系统、加热系统、控制系统、湿度系统、空气循环系统和传感器系统等组成，系统方框图如图7-2所示，所述系统分属电气和机械制冷两大方面。下面简单介绍几个主要系统的工作原理和工作过程。

1. 制冷系统
制冷系统是综合试验箱的关键部分之一。一般来说，综合试验箱的制冷方式都是机械制冷以及辅助液氮制冷。机械制冷采用蒸气压缩式制冷，该制冷方式是人工制冷中应用广泛而又经济的制冷方式之一。蒸气压缩式制冷型式有：
（1）单级制冷；
（2）多级制冷；
（3）复合式制冷。
蒸气压缩式制冷系统主要由压缩机、冷凝器、节流机构和蒸发器组成。由于试验时的温度低温要达到-50℃，单级制冷难以满足要求，因此综合试验箱的制冷方式一般采用复合式制冷。

2 加热系统
综合试验箱的加热系统相对制冷系统而言，是比较简单的。它主要由大功率电阻丝组成。由于综合试验箱要求的升温速率较大（一般都要求在上升2℃/min），因此综合试验箱的加热系统功率都比较大。

3 控制系统
控制部分是综合试验箱的核心，它决定了试验箱的升降温速率、精度等重要指标。现有综合试验箱的控制器大都采用PID控制，也有少部分采用PID与模糊控制相结合的控制方式。

4 湿度系统
湿度系统分为加湿和除湿两个子系统。
综合试验箱的加湿方式一般采用蒸气加湿法，即在试验箱内直接用电阻丝对水进行加热，从而使水蒸气来加湿。这种加湿方法加湿能力强，速度快，加湿控制灵敏，尤其在降温时容易实现强制加湿。但是次试验箱内必须注意保持清洁，否则容易造成加湿盘的污染。

综合试验箱的除湿方式有机械制冷除湿和干燥器除湿两种：
（1）机械制冷除湿的除湿原理是将空气冷却到露点温度以下，使大于饱和含湿量的水气凝结析出，这样就降低了湿度。

（2）干燥器除湿是利用气泵将试验箱内的空气抽出，并将干燥的空气注入，同时将湿空气送入可循环利用的干燥器进行干燥，干燥完后又送入试验箱内，如此反复循环进行除湿。

现在大部分综合试验箱采用前一种除湿方法。后一种的除湿方法，可以使露点温度达到0℃以下，适用于有特殊要求的场合，但费用较高。

5. 传感器系统
综合试验箱的传感器主要是温度和湿度传感器。温度传感器应用较多的是铂电阻，也有采用热电偶。湿度的测量方法有干湿球温度计法和固态电子式传感器直接测量法两种。其中干湿球法测量精度不高，现在的综合试验箱正逐步地以固态传感器代替干湿球来进行湿度的测量。

6.空气循环系统
空气循环系统一般由离心式风扇和驱动其运转的电机构成，其中有固定转速的和自动调节转速的两种。固定转速的如果要调节试验箱内的温度，是通过调节电阻丝的发热来控制的，它的控制相对风扇可以自动控制的比较简单。

7.温湿度控制
温湿度控制主要表现在温湿度的精确度，基本上普通的温湿度试验箱温度可上下2℃，湿度可上下10个百分点。相对来说比较好的温湿度试验箱能够实现温度上下0.5℃，湿度上下5个百分点。对于普通的测试，或者国际标准来讲前面的试验箱就可以满足要求。

8.PCB板中温湿度测试和失效
在温湿度环境测试中都会碰到温度变化率的问题，如果温度变化快则会变成温度冲击，而温度变化慢了又造成测试时间太长，不符合经济效益。一般来讲，温度变化率定为20℃/h。同时这样的一个温度变化率也将利于从低温到高温是出现的凝结水的影响效应。低温条件下不能直接把PCB板取出，以放置产生凝结水导致短路等现象发生。

一般低温低湿条件可以不考虑，主要原因是失效在此条件下产生得比较少，还有就是能失效低温低湿的设备相对来说要贵很多，如非必要可以不做。

再有就是每次用温湿度控制箱进行测试时必须要做的事是在测试前后把温湿度控制箱的温度和湿度调到一个固定的设定值，以确保温湿度控制箱的工作正常并延长使用寿命，具体的温湿度值是23℃和50%。

（一）PCB板中高温高湿操作
1 目的
通过在高温条件下来测试电路的稳定性，评价产品暴露于高温高湿期间发生的性能随时间退化的效应，检测印制电路板和元气的散热情况。

2 条件
温湿度条件为温度40℃、湿度90%。推荐的测试时间为24h，这样可以全面了解电路散热水平。

3 影响
（1）电路工作不稳定或者短路；
（2）不同材料的膨胀不一致，导致电路板发生虚焊或者焊接裂化；
（3）固定电阻阻值改变；
（4）温度梯度不同和不同材料的胀差使电子线路的稳定性发生变化。

（二）PCB板中温湿度循环
1 目的
通过顺序改变元器件环境，施以低温和高温来检测其缺陷。检验印制电路板的电子迁移问题，芯片的物理实效问题以及塑料件的外表面的喷漆强度。

2 条件
温度的范围为-40℃~125℃（工业用）或-65℃~150℃（军用）。推荐的循环次数为20次，最小是10次。温度极限处的保持时间至少为10min。温度循环后，可将温度降至25℃测量元器件的电特性参数，并与其技术指标比较。这种方法可以测定元器件对温度极限的耐受力以及交替面对这种极限值时的反应。

3 影响
（1）导线联结，晶片底层粘连，晶片破裂；
（2）热膨胀系数不匹配、密封及塑料封装；
（3）喷漆的脱落、雾化和起泡等。

（三）PCB板中高温储存
1 目的
（1）评价装备稳定长期暴露于高温期间发生的性能随时间退化的效应，因为这种情况下可能包括一些叠加效应。
（2）评价处在由于太阳辐射在装备内部产生明显的温度梯度高温环境的装备。
（3）调查电子零部件、机器的热性变化，调查有源元件在高温下的动作或者通电后的劣化特性，调查润滑特性的劣化。这种试验可以暴露出如潮湿、金属化处理、硅片内部、离子污染、表面、氧化和接触方面的缺陷。

2 条件
高温储存可使元器件面临比老化测试更高的温度，且无需对元器件施加电源。试验温度约为60℃,高温持续时间为48h。

3 影响
促进氧化、扩散等的化学反应，引起膨胀、软化、蒸发、氧化、粘度低下、龟裂、扩散、液体泄漏等。
（1）不同材料的膨胀不一致；
（2）材料尺寸全部和局部地改变；
（3）固定电阻阻值改变；
（4）温度梯度不同和不同材料的胀差使电子线路的稳定性发生变化；
（5）变压器和机电部件过热；
（6）有机材料裂解或龟裂；
（7）合成材料的放气；
（8）继电器以及磁作动或过热装置的吸合与释放范围变化。

（四）PCB板中低温操作
1 目的
调查电子零部件、机器的耐寒性和低温储藏特性。观察由于结冰造成体积膨胀后的特性劣化、功能及性能劣化、由于收缩行程的机械特性。
低温试验用于评价在储存和工作期间，低温条件对装备安全性和性能的影响。

2 条件
低温操作可以检验元器件在低温下的特性。试验温度约为-20℃，持续时间为48h.

3 影响
由于膨胀、收缩造成的热性的、机械性的变形，软化、脆化的促进，润滑性的低下，密封的失效，龟裂，水分的结冰。
低温几乎对所有地基本材料都有不利的影响。对于暴露于低温环境地装备，由于低温会改变其组成材料的物理特性，因此可能会改变对其工作性能造成暂时或永久的损害。所以只是装备将暴露于低于标准环境地温度下，就要考虑进行低温试验，并且要考虑以下典型问题，以帮助确定试验方法是否适用于受试装备。
（1）材料的硬化和脆化；
（2）不同材料的收缩不一致；
（3）电子器件（电阻、电容等）性能改变；
（4）破裂、开裂和脆裂，冲击强度改变，强度降低；
（5）变压器和机电部件地性能改变。

（五）PCB板中热冲击
1 目的
热冲击可评估元器件对极限温度和循环处于极限温度时的耐受力。观察由于热膨胀系数不同引起的尺寸变化，以及伴随而来的材料特性的密闭性的变化。这种测试可以发现如表面断裂、分层、封装破裂、电特性改变和填充物泄漏等问题。

2 条件
热冲击测试分为工作和非工作状态两种。工作状态下相对于非工作状态下的要求是要低一些的，其中必须要注意的是温度变化的时间，美军规中提到温度变化时间除非有特别要求，一般不超过1min 。如果不能实现则需要用液体来做，但是这又要注意试验产品是否具有防水能力，否则就不能采用。

3 影响
由于膨胀收缩造成的变形、剥离、龟裂，由于内部水分的蒸发引起的龟裂、疲劳、加工面的开裂以及机械性的变位造成的电气特性的变化，以及造型零部件等的龟裂、端子密封部的评价、剥离、机械性的变形等。典型的情况如下：
（1）装备在热区域和低温环境之间转移；
（2）通过高性能运载工具，从高温环境升到高空；
（3）温度冲击通常对装备靠近外面地部分影响更严重，离表面越远，温度变化越慢，影响越不显著；
（1）运动部件地卡紧或松弛；
（2）材料地收缩与膨胀率不同或诱发应变率不一致；
（3）零部件变形或破裂；
（4）表面涂层开裂；
（5）电气和电子元器件地变化；
（6）快速冷凝水或结霜引起电子或机械故障；
（7）静电过大。

（六）PCB板中的湿度
1 目的
调查电子零部件、机器的湿度引起的劣化特性，评价绝缘材料的吸湿特性、储藏、低温度条件下的干燥特性。 

2 条件
湿度达到90%，在高温40℃下运行。

3 影响
绝缘度降低，促进腐蚀、电解、结露、膨胀、泄漏电流增加，引起变形、特性变化、弯曲。温湿度测试与引起的主要失效如表7-1所列。

（七）PCB板中老化测试
老化测试是用来提高电子元器件的可接受性和降低失效率。由于电子产品的生命周期的特性，在产品早期存在早期实效问题，也就是说早期的失效率会相对较高，而后来的随机实效期则实效率较低，而且处于一个比较均衡的状态。正是由于产品早期的失效率问题存在，所以应该在产品到用户手中之前进行老化，从而是产品在用户手中处于一个稳定状态。如图7-3所示。

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一、印制电路板特征阻抗
根据传输线理论和信号的传输理论，信号不仅仅是时间变量的函数，同时还是距离变量的函数，所以信号在连线上的每一点都有可能变化。因此定义连线的交流阻抗，即变化的电压和变化的电流之比为传输线的特性阻抗（Characteristic Impedance）：

传输线的特性阻抗只与信号连线本身的特性相关。在实际电路中，导线本身电阻值小于系统的分布阻抗，特别是在高频电路中，特性阻抗主要取决于连线的单位分布电容和单位分布电感带来的分布阻抗。理想传输线的特性阻抗只取决于连线的单位分布电容和单位分布电感。

二、印制电路板特性阻抗的计算
信号的上升沿时间和信号传输到接收端所需时间的比例关系，决定了信号连线是否被看作是传输线。具体的比例关系由下面的公式可以说明：

如果PCB板上导线连线长度大于l/b就可以将信号之间的连接导线看作是传输线。由信号等效阻抗计算公式可知，传输线的阻抗可以用下面的公式表示：

在高频（几十兆赫到几百兆赫）情况下满足wL>>R（当然在信号频率大于10 9Hz的范围内，则考虑到信号的集肤效应，需要仔细地研究这种关系）。那么式（2-3）可以简化为式（2-1）所示.

那么对于确定的传输线而言，其特性阻抗为一个常数。信号的反射现象就是因为信号的驱动端和传输线的特性阻抗以及接收端的阻抗不一致所造成的。对于CMOS电路而言，信号的驱动端的输出阻抗比较小，为几十欧。而接收端的输入阻抗就比较大。

三、印制电路板特性阻抗控制
印制电路板上导线的特性阻抗是电路设计的一个重要指标，特别是在高频电路的PCB设计中，必须考虑导线的特性阻抗和器件或信号所要求的特性阻抗是否一致，是否匹配。因此，在PCB设计的可靠性设计中有两个概念是必须注意的。

1 印制电路板阻抗控制
线路板中的导体中会有各种信号传递，当为提高其传输速率而必须提高其频率，线路本身若因蚀刻、叠层厚度、导线宽度等因素不同，将会造成阻抗值得变化，使其信号失真。故在高速线路板上的导体，其阻抗值应控制在某一范围之内，称为“阻抗控制”。

影响PCB走线的阻抗的因素主要有铜线的宽度、铜线的厚度、介质的介电常数、介质的厚度、焊盘的厚度、地线的路径、走线周边的走线等。所以在设计PCB时一定要对板上走线的阻抗进行控制，才能尽可能避免信号的反射以及其他电磁干扰和信号完整性问题，保证PCB板的实际使用的稳定性。

PCB板上微带线和带状线阻抗的计算方法可参照相应的经验公式。
（1）微带线。
PCB板上微带线阻抗的计算方法可参照下式：

H为两参考平面的距离，并且走线位于两参考平面的中间。此公式必须W/H<0.35及T/H<0.25的情况才能应用。

式（2-4）和式（2-5）两个公式只是经验公式，如果要得到比较准确的结果，最好还是用仿真软件来计算。其他导线的阻抗可以根据PCB设计特性阻抗来计算。

2 印制电路板阻抗匹配
在线路板中，若有信号传送时，希望由电源的发出端起，在能量损失最小的情形下，能顺利的传送到接受端，而且接受端将其完全吸收而不作任何反射。要达到这种传输，线路中的阻抗必须和发出端内部的阻抗相等才行称为“阻抗匹配”。

在设计高速PCB电路时，阻抗匹配是设计的要素之一。而阻抗值与走线方式有绝对的关系。例如，是走在表面层（Microstrip）还是内层（Stripline/Double Stripline）、与参考的电源层或地层的距离、走线宽度、PCB材质等均会影响走线的特性阻抗值。也就是说，要在布线后才能确定阻抗值，同时不同PCB生产厂家生产出来的特性阻抗也有微小的差别。

一般仿真软件会因线路模型或所使用的数学算法的限制而无法考虑到一些阻抗不连续的布线情况，这时候在原理图上只能预留一些端接（Temninators），如串联电阻等，来缓和走线阻抗不连续的效应。真正根本解决问题的方法还是布线时尽量注意避免阻抗不连续的发生。

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目前被使用的干膜有好几个品牌，不同的品牌在贴膜时的参数略有不同，不同批次的干膜贴膜的参数也略不同，具体的参数需与厂商沟通并根据自己设备的情况做调整。

干膜贴膜时，先从干膜上剥下聚乙烯保护膜，然后在加热加压的条件下将干膜抗蚀剂粘贴在覆铜箔板上。干膜中的抗蚀剂层受热后变软，流动性增加，借助于热压辊的压力和抗蚀剂中粘结 剂的作用完成贴膜。贴膜通常在贴膜机上完成，贴膜机型号繁多，但基本结构大致相同，一般贴膜可连续贴，也可单张贴。

连续贴膜时要注意在上、下干膜送料辊上装干膜时要对齐， 一般膜的尺寸要稍小于板面，以防抗蚀剂粘到热压辊上。连续贴膜生产效率高，适合于大批量生产。 贴膜时要掌握好的三个要素为压力、温度、传送速度。 压力：新安装的贴膜机，首先要将上下两热压辊调至轴向平行，然后来用逐渐加大压力的办法进行压力调整，根据印制板厚度调至使干膜易贴、贴牢、不出皱折。一般压力调整好后就可固定使用，如生产的线路板厚度差异过大需调整，一般线压力为0.5—0.6公斤／厘米。 温度：根据干膜的类型、性能、环境温度和湿度的不同而略有不同，如果膜涂布的较干且环境温度低湿度小时，贴膜温度要高些，反之可低些，暗房内良好稳定的环境及设备完好是贴膜的良好的保证。

一般如果贴膜温度过高，那么干膜图像会变脆，导致耐镀性能差，贴膜温度过低，干膜与铜表面粘附不牢，在显影或电镀过程中，膜易起翘甚至脱落。通常控制贴膜 温度在100℃左右。 传送速度：与贴膜温度有关，温度高，传送速度可快些，温度低则将传送速度调慢。通常传送速度为0.9一1.8米／分。

通常大批量生产时，在所要求的传送速度下，热压辊难以提供足够的热量，可以给要贴膜的板子进行预热，即在烘箱中干燥处理后稍加冷却便可贴膜，或以减慢贴膜的速度来保证。

为适应生产精细导线的印制板，又发展了湿法贴膜工艺，此工艺是利用专用贴膜机在贴干膜前于铜箔表面形成一层水膜，该水膜的作用是：提高干膜的流动性；驱除划痕、砂眼、凹坑和 织物凹陷等部位上滞留的气泡；在加热加压贴膜过程中，水对光致抗蚀剂起增粘作用，因而可大大改善干膜与基板的粘附性，从而提高了制作精细导线的合格率，据报导，采用此工艺精细 导线合格率可提高1—9％。

完好的贴膜应是表面平整、无皱折、无气泡、无灰尘颗粒等夹杂。注意 为保持工艺的稳定性，贴膜后应经过15分钟以上的冷却及恢复期再进行曝光。

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关键字：湿度敏感器件，MSD，爆米花

MSD的发展趋势

电子制造行业的发展趋势使得MSD问题迫在眉睫。第一，新兴信息技术的产生和发展，对电子产品可靠性提出了更高的要求。由于对单一器件缺陷率的要求，在装配检测过程中不允许有明显的缺陷漏检率。第二，封装技术的不断变化导致湿度敏感器件和更高湿度等级的敏感器件的使用量在不断增加。比如：更短的发展周期、越来越小的封装尺寸、更细的间距、新型封装材料的使用、更大的发热量和尺寸更大的集成电路等。第三，面阵列封装器件（如：BGA ,CSP）使用数量的不断增加更明显的影响着这一状况。因为面阵列封装器件趋向于采用卷带封装，每盘卷带可以容纳非常多的器件。与IC托盘封装相比，卷带封装无疑延长了器件的曝露时间。第四，虽然贴装无铅化颇具争议，但随着它的不断推进，也会给MSD的等级造成重大影响。无铅合金的回流峰值温度更高，它可能使MSD的湿度敏感性至少下降1或2个等级，所以必须重新确认现在的所有器件的品质。

或许最大的原因莫过于产品大量定制化和物料外购化的大举推进。在PCB装配行业，这种现象转变为“高混合”型生产。通常，每种产品生产数量的减小导致了生产线的频繁切换，同时延长了湿度敏感器件的曝露时间。每当生产线切换为其他产品时，许多已经装到贴片机上的器件不得不拆下来。这就意味着，大量没有用完的托盘器件和卷带器件暂时储存起来以备后用。这些封装在托盘和卷带里的没有用完的湿度敏感器件，很可能在重返生产线并进行最后的焊接以前，就超过了其最大湿度容量。在装配和处理期间，不仅额外的曝露时间可以导致湿度过敏，而且干燥储存的时间长短也对此有影响。

湿度敏感器件

根据标准，MSD主要指非气密性(Non-Hermetic)SMD器件。包括塑料封装、其他透水性聚合物封装（环氧、有机硅树脂等）。一般IC、芯片、电解电容、LED等都属于非气密性SMD器件。

MSD可分为6大类（表1）。对于各种等级的MSD,其首要区别在于Floor Life、体积大

小及受此影响的回流焊接表面温度。影响MSL的因素主要有Die attach material/process、Number of pins、Encapsulation (mold compound or glob top) material/process、Die pad area and shape、Body size、Passivation/die coating、Leadframe/substrate/and/or heat spreader design/material/finish、Die size/thickness、Wafer fabrication technology/process、Interconnect、Lead lock taping size/location as well as material等。

工程研究显示，经过温度曲线设置相同的焊接炉子时，体积较小的SMD器件达到的温度要比体积大的器件的温度高。因此体积偏小的器件会被划分到回流温度较高的一类。虽然采用热风对流回流焊可以减小这种由于封装大小造成的温度差异，但这种温度差异还是客观存在的。这里提到的“体积”为长×宽×高，这些尺寸不包括外部管脚，温度指的是器件上表面的温度。

Level 1不是湿度敏感器件。

湿度敏感危害产品可靠性的原理

在MSD暴露在大气中的过程中，大气中的水分会通过扩散渗透到湿度敏感器件的封装材料内部。当器件经过贴片贴装到PCB上以后，要流到回流焊炉内进行回流焊接。在回流区，整个器件要在183度以上30-90s左右，最高温度可能在210-235度（SnPb共晶），无铅焊接的峰值会更高，在245度左右。在回流区的高温作用下，器件内部的水分会快速膨胀，器件的不同材料之间的配合会失去调节，各种连接则会产生不良变化，从而导致器件剥离分层或者爆裂，于是器件的电气性能受到影响或者破坏。破坏程度严重者，器件外观变形、出现裂缝等（通常我们把这种现象形象的称作“爆米花”现象）。像ESD破坏一样，大多数情况下，肉眼是看不出来这些变化的，而且在测试过程中，MSD也不会表现为完全失效。

其原理可用图（1）和图（2）来描述。

MSD涉及的制造工艺

虽然MSD显得有点让人讨厌，但是完全没有必要谈“M”色变。知道了MSD的损害机理后，我们就足以可以做到有的放矢了。

MSD只会在采用Convection、Convector/IR、IR、VPR的 Bulk Reflow工艺过程受到影响，当然，在通过局部加热来拆除或者焊接器件的工艺过程中------如“热风返工”的工艺中也要严格控制MSD的使用。其他诸如穿孔插入器件或者Socket固定的器件，以及仅仅通过加热管脚来焊接的工艺（在这种焊接过程中，整个器件吸收的热量相对来讲要小的多。）等，你完全可以“肆无忌惮”的使用MSD了。

MSD标识和跟踪

要控制MSD，首先要考虑的就是器件的正确标识。绝大多数情况下，器件制造商在MSD封装和防潮袋标识方面做了很多有益的工作。但是并非所有的厂商都遵循IPC/JEDEC标签标识方面的指导原则，实际上MSD的标识是百花齐放，有的仅仅采用手写在包装袋上来注明MSL，有的则用条形码来记录MSL，有些索性就没有任何标示，或者是收到物料时器件没有进行防潮包装。如果收到物料时，器件没有进行防潮包装，或者包装袋上没有进行恰当的标识，那么这些物料很可能被认为是非湿度敏感的，这就非常危险了。避免这种情况的唯一措施就是建立包括所有MSD的数据库，以确保来料接受或来料检测时物料是被正确包装的。除了通过观察原包装上的标签，没有其他更便利的措施来获得给定器件的湿度敏感性信息，因此，建立和维护MSD数据库本身就是一个挑战性的工作。

其次，一旦把器件从防潮保护袋中拿出来，就很难再次确认哪些是湿度敏感器件。为了获得任何可能的控制措施，很有必要为物料处理人员和操作工提供便利和可靠的方法以获得物料编码以及相关的信息，包括湿度敏感等级。根据JEDEC/EIAJ标准规定，大部分MSD都被封装在塑料IC托盘内。不幸的是，IC托盘没有足够的空间来贴标签，大多数情况下，人们直接把几张纸或者不干胶标签贴在货架、喂料器、防潮柜或者袋子上来区分每种托盘。经过不同的流程以后，器件相关的所有信息必须从原始的标签完整的保留下来。在跟踪托盘物料封装和由此导致的人为错误的过程中，会遇到巨大的困难，有过SMT生产线经历的人对此深有感触。

再者，MSD分为六类，根据标准，每一类控制方法也相差很大；同时，一个生产工厂内的操作人员上千人，每个人的认知水平和知识水平都不一样，所以要保证每个人都对MSD了如指掌，操作不出现任何失误，实在是一个庞大的工程。

在实际的操作中，我们摸索出了一个简单而实用的标识方法。 首先，对所有与此操作相关的人员不断培训和考核，至少保证其知道MSD是怎么一回事。其次，直到MSD规范操作的规章制度，奖罚分明。再者，建立MSD准数据库，由专人负责定期将MSD列表发布给相关部门。根据实际的生产情况，大多数MSD的MSL为3级，为了简化操作，除了特别指明外，所有MSD以Level 3的方法进行处理和操作，这样就使得MSD的标识非常简单。由于我们公司采用SAP系统，物料在入司的时候，收获库会在每盘物料的包装上贴上一个SAP标签（SAP标签包括物料编码、物料描述等信息，格式是死的），操作人员会根据MSD列表中列出的MSD清单，把所有MSD的标签都使用醒目的黄色标签，其他物料全部使用白色标签。SAP标签是唯一的，而且与每种物料一一对应，不论物料走到哪里，SAP标签也跟到哪里，从而保证MSD受到全程标识和跟踪。

为了确保物料在特定的时间内组装，组装人员可能会完全依靠物流管理层来进行控制，这是最糟

糕的做法。在某些时期，这种做法还可以接受，但随着器件制造工艺的变化和产品多样化的激增，这种做法的危害性也随之增加。由于组装人员根本没有对器件的存储和使用信息进行跟踪，所以他们也不知道物料曝露了多久，更不了解已经超过拆封寿命的MSD的比例是多少。

这种做法的危害到底有多大，下面是一个例子。假设每块成品需要一个BGA，现在取出一盘（卷带包装）BGA，和大部分PBGA一样，其湿度等级为4，拆封寿命72小时。这就意味着，一旦器件被装到到贴片机上，生产线的生产率必须大于12块/小时。为了在器件失效以前完成生产，一天24小时，必须连续三天不停机生产。同时必须考虑SMT生产线上料调试（可望不进行离线上料）以及其他常见的情况所导致的器件曝露时间，如生产计划的变化，缺料和机器故障等。其次，还必须考虑大多数生产情况：每天进行一个或更多的产品切换，导致多次更换物料。由于同一盘料被多次从贴片机上换上换下，使器件的曝露时间成倍增加。在整个曝露时间中，还必须考虑干燥储存的时间，下面会提到这个问题。当考虑了器件各个方面的实际寿命以后，会发现在回流焊以前超过拆封寿命的器件，其数量占据非常大的比例。

因此，在生产过程中，必须要求操作工在SAP标签上手工记录元器件首次从防潮保护袋拆出的日期和时间，并注明截至日期。在截至时间内，没有用完的物料必须放在防潮柜内。如果使用的元器件超过了截至日期，必须按照规定进行烘烤。

配送适量的物料

为了确保物料在当班8小时内完成贴装，物料配送数量在保证生产的同时，保证上线物料数目最小的原则。如果在8小时以内，仍然有器件曝露在工作环境中，则还有机会退回到干燥环境中进行充足的干燥保存。因此，在每次配料时，必须详细计算每个MSD的数量，当然要考虑不良物料的比率。

MSD存储问题

通常，物料从贴片机上拆下以后，在再次使用以前，会一直存放在干燥的环境里，比如干燥箱，或者和干燥剂一起重新封装。很多组装人员认为，在器件保存在干燥环境以后，可以停止统计器件的曝露时间。其实，只有在器件以前就是干燥的情况下，才可以这样做。事实上，一旦器件曝露相当长一段时间后（一小时以上），所吸收的湿气会停留在器件的封装里面，并慢慢渗透到器件的内部，从而很可能对器件造成破坏。

最近的调查结果清晰的表明，器件在干燥环境下的时间与在环境中的曝露时间同样重要。最近，朗讯科技的Shook和Goodelle发表了与此相关的论文，论道精辟。有例子表明，湿度等级为5（正常的拆封寿命为48小时）的PLCC器件，干燥保存70小时以后，实际上，仅仅曝露16个小时，便超过了其致命湿度水平。

研究表明，SMD器件从MBB内取出以后，其Floor Life与外部环境状况呈一定的函数关系。保守的讲，较安全的作法就是严格按照表1对器件进行控制。但是外部环境经常会发生变化，实际的环境状况满足不了表1中规定的要求。表2列出了随着外部或者储存环境的变化，器件Floor Life的相应变化。

如果MSD器件以前没有受潮，而且拆封后曝露的时间很短（30分钟以内），曝露环境湿度也没有超过30℃/60%,那么用干燥箱或防潮袋对器件继续存储即可。如果采用干燥袋存储，只要曝露时间不超过30分钟，原来的干燥剂还可以继续使用。

对于Levels 2～4的MSD，只要曝露时间不超过12小时，则其重新干燥处理的保持时间为5倍的曝露时间。干燥介质可以是足够多的干燥剂，也可以采用干燥柜对器件进行干燥，干燥柜的内部湿度要保持在10%RH以内。

另外，对于Levels 2、2a或者3，如果曝露时间不超过规定的Floor Life，器件放在≤10%RH的干燥箱内的那段时间，或者放在干燥袋的那段时间，不应再计算在曝露时间内。

对于Levels 5～5a的MSD，只要曝露时间不超过8小时，则其重新干燥处理的保持时间为10倍的曝露时间。可以用足够多的干燥剂来对器件进行干燥，也可以采用干燥柜对器件进行干燥，干燥柜的内部湿度要保持在5%RH以内。干燥处理以后可以从零开始计算器件的曝露时间。

如果干燥柜的湿度保持在5％RH以下，这样相当于存储在完整无损的MBB内，其Shelf Life不受限制。

MSD包装

许多公司会选择对没有用完的MSD重新打包，根据标准要求，打包的基本物资条件有MBB、干燥剂、HIC等，不同等级的MSD其打包的要求是不一样的。如表3所示。

在用MBB密封以前，Level 2a～5a的器件必须进行干燥（除湿）处理。干燥处理的方法一般是采用烘干机进行烘烤。

由于盛放器件的料盘，如：Tray盘、Tube、Reel卷带等，和器件一块儿放入MBB时，会影响湿度等级，因此作为补偿，这些料盘也要进行干燥处理。

MSD的干燥方法

一般采用的干燥方法是在一定的温度下对器件进行一定时间的恒温烘干处理。也可以利用足够多的干燥剂来对器件进行干燥除湿。

根据器件的湿度敏感等级、大小和周围环境湿度状况，不同的MSD的烘干过程也各不相同。按照要求对器件干燥处理以后，MSD的Shelf Life和Floor Life可以从零开始计算。

当MSD曝露时间超过Floor Life，或者其他情况导致MSD周围的温度/湿度超出要求以后，其烘干方法具体可参照最新的IPC/JEDEC标准。如果器件要密封到MBB里面，必须在密封前进行烘干。Level 6 的MSD在使用前必须重新烘干，然后根据湿度敏感警示标志上的说明在规定的时间内进行回流焊接。

对MSD进行烘烤时要注意以下几个问题：

一般装在高温料盘（如高温Tray盘）里面的器件都可以在125℃温度下进行烘烤，除非厂商特殊注明了温度。Tray盘上面一般注有最高烘烤温度。

 装在低温料盘（如低温Tray盘、管筒、卷带）内的器件其烘烤温度不能高于40℃，否则料盘会受到高温损坏。

 在125℃高温烘烤以前要把纸/塑料袋/盒拿掉。

 烘烤时注意ESD（静电敏感）保护，尤其烘烤以后，环境特别干燥，最容易产生静电。

 烘烤时务必控制好温度和时间。如果温度过高，或时间过长，很容易使器件氧化，或着在器件内部接连处产生金属间化合物，从而影响器件的焊接性。

 烘烤期间，注意不能导致料盘释放出不明气体，否则会影响器件的焊接性。

 烘烤期间一定要作好烘烤记录，以便控制好烘烤时间。

MSD的返修

如果要拆掉主板上的器件，最好采用局部加热，器件的表面温度控制在200℃以内，以减小湿度造成的损坏。如果有些器件的温度要超过200℃，而且超过了规定的Floor Life，在返工前要对主板进行烘烤，烘烤方法见下段介绍；在Floor Life以内，器件所能经受的温度和回流焊接所能承受的温度一样。

如果拆除器件是为了进行缺陷分析，一定要遵循上面的建议，否则湿度造成的损坏会掩盖本来的缺陷原因。

如果器件拆除以后要回收再用，更要遵循上面的建议。MSD经过若干次回流焊接或返工后，并不能代替烘干处理。

有些SMD器件和主板不能承受长时间的高温烘烤，如一些FR-4材料，不能承受24小时125℃的烘烤；一些电池和电解电容也对温度很敏感。综合考虑这些因素，选择合适的烘烤方法。
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关键词：表面组装器件；集成电路；图像识别算法；贴片机

中图分类号：TN305.94；TN402 文献标识码：A 文章编号：1003-353X(2005)11-0022-04

1 引言

表面组装技术(SMT)使现代电子组装的体积大大缩小，重量减轻，成本降低，同时也更加安全可靠，是目前电子组装行业里最流行的技术和工艺，具有重要的应用价值。由表面涂敷设备、贴片机、焊接机、丝印机、清洗机、测试设备等表面组装设备构成的SMT生产线是电子生产行业最核心的技术之一，其中关键设备──贴片机，更是国外各大电子设备公司激烈竞争的对象[1~6]。

目前采用贴片机贴装的表面组装元器件主要分为：片式元件SMC、片式集成电路SMD和芯片组装器件三大类。随着表面组装元器件的发展、普及以及贴装密度的增加，对贴装精度和速度的要求也随之提高。 目前国外大公司普遍采用了计算机视觉系统完成表面组装工艺中检测和定位任务, 而国内在这方面的研究工作尚处于�