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    PCB设计：印制电路板电镀和蚀刻质量问题分析

    PCB酸性镀镍溶液杂质的分析与判断

    （1） 镀镍是插头镀金的底层具有较高的耐磨性，是印制电路板电镀镀种之一。由于添加剂的杂质及电镀过程所带来的外来杂质的影响，直接影响镀层质量。

    1 铜 0.04 电解处理

    2 锌 0.05 电解处理

    3 铅 0.002 电解处理

    4 铝 0.06 调高PH

    5 六价格 0.01 调高PH

    6 **杂质 　 活性炭处理

    （2） 排除的具体操作：

    A、 电解处理方法：通常采用电流密度，阳极为瓦楞形，目的 是增加阴极面积。处理杂质铜、铅及含硫**添加剂选择、处理时间30分钟；铁、锌杂质采用电解处理。

    B、 采用提高PH方法：首先将镀液转移到备用槽内，加入适量的碳酸镍将PH调到，并加入双氧水（30%），搅拌2个小时后过滤，再将镀液转到镀槽内，调整PH值到较佳范围，然后进行小电流处理，直到镀出合格的产品。

    C、 **杂质处理方法：按照上述提高PH值前在备用槽内加活性炭，然后加碳酸镍和双氧水，搅拌2小时后过滤，再移到镀槽内，调整PH值并进行小电流电解处理，直到镀出合格的产品。

    PCB加工之蚀刻质量及先期问题分析

    对蚀刻质量的基本要求就是能够将除抗蚀层下面以外的所有铜层完全去除干净，止此而已。从严格意义上讲，如果要精确地界定，那么蚀刻质量必须包括导线线宽的一致性和侧蚀程度。由于目前腐蚀液的固有特点，不仅向下而且对左右各方向都产生蚀刻作用，所以侧蚀几乎是不可避免的。

    侧蚀问题是蚀刻参数中经常被提出来讨论的一项，它被定义为侧蚀宽度与蚀刻深度之比，称为蚀刻因子。在印刷电路工业中，它的变化范围很宽泛，从1：1到1：5。显然，小的侧蚀度或低的蚀刻因子是较令人满意的。

    蚀刻设备的结构及不同成分的蚀刻液都会对蚀刻因子或侧蚀度产生影响，或者用乐观的话来说，可以对其进行控制。采用某些添加剂可以降低侧蚀度。这些添加剂的化学成分一般属于商业秘密，各自的研制者是不向外界透露的。至于蚀刻设备的结构问题，后面的章节将专门讨论。

    从许多方面看，蚀刻质量的好坏，早在印制电路板进入蚀刻机之前就已经存在了。因为印制电路加工的各个工序或工艺之间存在着非常紧密的内部联系，没有一种不受其它工序影响又不影响其它工艺的工序。许多被认定是蚀刻质量的问题，实际上在去膜甚至更以前的工艺中已经存在了。对外层图形的蚀刻工艺来说，由于它所体现的“倒溪”现像比绝大多数印制电路板工艺都**，所以许多问题较后都反映在它上面。同时，这也是由于蚀刻是自贴膜，感光开始的一个长系列工艺中的较后一环，之后，外层图形即转移成功了。环节越多，出现问题的可能性就越大。这可以看成是印制电路生产过程中的一个很特殊的方面。

    从理论上讲，印制电路进入到蚀刻阶段后，在图形电镀法加工印制电路的工艺中，理想状态应该是：电镀后的铜和锡或铜和铅锡的厚度总和不应**过耐电镀感光膜的厚度，使电镀图形完全被膜两侧的“墙”挡住并嵌在里面。然而，现实生产中，全世界的印制电路板在电镀后，镀层图形都要大大厚于感光图形。在电镀铜和铅锡的过程中，由于镀层高度**过了感光膜，便产生横向堆积的趋势，问题便由此产生。在线条上方覆盖着的锡或铅锡抗蚀层向两侧延伸，形成了“沿”，把小部分感光膜盖在了“沿”下面。

    锡或铅锡形成的“沿”使得在去膜时无法将感光膜彻底去除干净，留下一小部分“残胶”在“沿”的下面。“残胶”或“残膜”留在了抗蚀剂“沿”的下面，将造成不完全的蚀刻。线条在蚀刻后两侧形成“铜根”，铜根使线间距变窄，造成印制电路板不符合甲方要求，甚至可能被拒收。由于拒收便会使PCB的生产成本大大增加。

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    长期来看，随着电子产品往轻薄小方向发展，传统PCB产品的市场需求增长有限，同时原材料价格上涨以及劳动力成本增加将使得其价格优势被削弱，未来该类产品市场扩张面临压力；而高多层板、柔性板以及HDI板等产品将在政策的持续支持和下游新兴市场需求的推动下，具备较大的增长潜力。

    国内PCB行业市场高度分散，竞争激烈，本土企业在规模及技术水平上相对滞后，随着行业变化加剧，大型厂商市场份额提升；2017年以来本土**企业集中上市，高端PCB产品产能大规模扩张，未来行业或面临一定的产能消化风险。

    目前**PCB产业主要集中在亚洲，以中国大陆、日本、韩国、中国台湾为主要生产地。

    国内PCB行业与**市场呈现出一致性，市场高度分散、竞争充分。根据CPCA数据统计，目前国内PCB企业大约1,500家，市场规模约280亿美元，数量众多，产业集中度低，单一企业市场份额较小。

    近年来为适应下游技术革新带来的高端产品的市场需求，本土企业日益重视产品升级和技术研究，在5G无线通信线路板、高安全性精密汽车板、高密度线路板铜厚环保电镀均匀性等新技术领域加大研发投入。考虑到电子信息产业产品技术更新较快，若当前扩产相关产品研发技术未能及时更新或者新兴领域市场需求渗透率低于预期，行业或面临一定的产能消化风险。

    PCB生产制造过程存在一定的环保风险和安全隐患，日益趋严的环保政策和安全整治将对PCB行业产生影响；同时国内PCB企业参与**化竞争的程度较高，需关注PCB行业可能面临的汇率风险及贸易壁垒。

    PCB制造存在一定的环保风险和安全隐患。由于PCB生产过程涉及多种化学和电化学反应，生产的原材料包含铜、镍金、银等重金属以及大量强酸、强碱、强氧化剂等易燃易爆化学品，蚀刻、电镀等工艺过程中因电加热、蒸汽加热易导致可燃气体、腐蚀性气体挥发和粉尘颗粒排放，且如果排风系统故障不及时清理较易引发火灾。

    短期来看，持续收紧的环保、安监督查将对PCB行业产生不利影响，首先环保及安全生产不达标的中小PCB企业，或面临直接关厂风险，或面临转型升级导致的生产成本提高；其次，严苛的环保及安监督查亦会减少PCB产业链上游原材料的产能供给，导致上游原材料供应紧张，对PCB制造企业带来成本控制压力。但长期来看，环保政策和安全整治有利于加速企业转型升级、促进PCB行业的良性发展，行业或将进一步向具备技术、资金及环保等优势的大型厂商集中。

    另一方面，PCB产品外销区域包含美洲、亚洲（不含中国大陆）和欧洲等，2018年4月3日美国拟加征关税的中国商品清单中，涉及到部分PCB产品，对美出口依赖度较大的企业将受到一定影响，比如明阳电路（其2016年来自美洲的收入占比约30%）。

    长期来看，随着行业变化加剧，传统PCB产品市场需求增长有限，叠加越来越严厉的环保及安全督查，未来运作不规范、技术工艺水平低下的小厂商将面临较大的经营风险；以传统PCB产品为主的厂家亦面临利润空间不断收窄、产品结构急需升级调整等压力；大型厂商具有技术和资金优势，进一步向规模化、高技术含量方向发展，市场集中度提升。